包縫機(jī)機(jī)座孔鉆孔組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)說(shuō)明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1前言1</b></p><p>　　2組合機(jī)床總體初步設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1組合機(jī)床工藝方案的制定………………………………………………………..2</p><p>　　2.1.1切削用量的計(jì)算2<

2、;/p><p>　　2.1.2切削力、切削扭矩及切削功率計(jì)算4</p><p>　　2.2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡…………………………………………………5</p><p>　　2.2.1 被加工零件工序圖5</p><p>　　2.2.2加工示意圖6</p><p>　　2.2.2.1刀具的選擇6</p

3、><p>　　2.2.2.2導(dǎo)向裝置的選擇7</p><p>　　2.2.2.3各主軸直徑的確定7</p><p>　　2.2.2.4選擇接桿8</p><p>　　2.3機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖………………………………………………………………..8</p><p>　　2.3.1動(dòng)力箱型號(hào)的選擇8</p>

4、<p>　　2.3.2動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌型式9</p><p>　　2.3.3確定機(jī)床裝料高度H10</p><p>　　2.3.4確定夾具輪廓尺寸11</p><p>　　2.3.5確定中間底座尺寸11</p><p>　　2.3.6確定多軸箱輪廓尺寸11</p><p>　　2.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡……

5、…………………………………………………………12</p><p>　　3組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)（左主軸箱）15</p><p>　　3.1繪制左主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖…………………………………………………15</p><p>　　3.2主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定……………………………………………16</p><p>　　3.3主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的

6、設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………16</p><p>　　3.4多軸箱坐標(biāo)計(jì)算…………………………………………………………………18</p><p>　　3.4.1驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)計(jì)算19</p><p>　　3.4.2計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo)18</p><p>　　4零件強(qiáng)度校核22</p><p>

7、;　　4.1齒輪校核…………………………………………………………………………22</p><p>　　4.1.1校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度22</p><p>　　4.1.2校核接觸疲勞強(qiáng)度23</p><p>　　4.2傳動(dòng)軸直徑的確定和軸的強(qiáng)度校核……………………………………………24</p><p>　　4.2.1軸的直徑的確定24&l

8、t;/p><p>　　4.2.2軸的強(qiáng)度校核24</p><p>　　4.3軸承和鍵的校核…………………………………………………………………27</p><p>　　4.3.1鍵的校核27</p><p>　　4.3.2軸承的校核28</p><p>　　5主軸箱體附件的選擇設(shè)計(jì)29</p><

9、p>　　5.1分油器……………………………………………………………………………29</p><p>　　5.2油杯………………………………………………………………………………28</p><p>　　5.3油塞………………………………………………………………………………28</p><p>　　5.4葉片泵的設(shè)置………………………………………………………………

10、……28</p><p><b>　　6結(jié)論29</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)31</p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　附 錄33</b></p><p>　　包縫機(jī)機(jī)座孔鉆孔組合機(jī)床

11、總體</p><p><b>　　及左主軸箱設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘 要：本課題為包縫機(jī)機(jī)座鉆孔組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)。該機(jī)床設(shè)計(jì)主要分為總體設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)兩部分。在全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位和技術(shù)要求等基礎(chǔ)上，首先完成了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容是在確定總體方案的基礎(chǔ)上，繪制出三圖（被加工零件工序圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，加工示意圖）和生產(chǎn)

12、率計(jì)算卡。本課題的重點(diǎn)是對(duì)左主軸箱的部件設(shè)計(jì)，首先，在完成組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，主要完成擬訂了主軸箱的傳動(dòng)路線；然后，根據(jù)繪制出的主軸箱原始依據(jù)圖，確定了具體傳動(dòng)方案，應(yīng)用最優(yōu)化方法布置齒輪，確定傳動(dòng)參數(shù)，設(shè)計(jì)了軸的結(jié)構(gòu)；最后，進(jìn)行齒輪、軸承等相關(guān)零件的強(qiáng)度校核計(jì)算。在滿足加工精度的條件下，本方案采用液壓滑臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量采用了標(biāo)準(zhǔn)零部件，設(shè)計(jì)出的組合機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，加工精度高，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加工效率

13、，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和適用性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鉆孔；左主軸箱 </p><p>　　Package combination of sewing machine base bored and the design</p><p>　　of the left overall machine tool spindle box </p>

14、<p>　　Abstract: The topic for the package combination of sewing machine base bored and the design of the left overall machine tool spindle box.To improve the machining efficiency and to satisfy the processing requir

15、ements, the combine machine-tool was designed for drilling and boring the body of the R180 diesel engine cylinder with three facing set. The focal point of this topic is the total design and the design of the right heads

16、tock. Basing on studying comprehensively the components in structure ch</p><p>　　Key words: Modular machine tool; Bored; Left spindle box</p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　我國(guó)

17、的組合機(jī)床經(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：</p><p>　　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)線向綜合成套方向轉(zhuǎn)化。</p><p>　　b.組合機(jī)床控制技術(shù)由傳統(tǒng)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。</p><

18、p>　　c.組合機(jī)床的開發(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)。</p><p>　　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)，滿足不了用戶要求。80年代以來(lái)，國(guó)外組合機(jī)

19、床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，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。</p><p>　　組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：①?gòu)V泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)；②發(fā)展柔性技術(shù)；③發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù)；④進(jìn)一步提高工序集中程度。設(shè)計(jì)師們?cè)陂_展任何一種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，都要運(yùn)用自己的思維，力求

20、創(chuàng)新，使產(chǎn)品具有較高的競(jìng)爭(zhēng)性。</p><p>　　本課題為包縫機(jī)機(jī)座孔鉆孔組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)，主要目的是為了提高加工效率、精度和降低加工成本。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)被加工工件左、右兩個(gè)面同時(shí)鉆孔的加工工藝要求來(lái)設(shè)計(jì)主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)。認(rèn)真分析研究并確定設(shè)計(jì)方案，估計(jì)所需的功率，設(shè)計(jì)出符合本工序加工的組合機(jī)床，來(lái)滿足加工條件的要求。然后根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)，按組合機(jī)床設(shè)計(jì)原理，結(jié)合各種影響機(jī)床性能的因素

21、，經(jīng)分析后擬訂出可靠的工藝設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)主軸箱時(shí)，根據(jù)被加工的工件工序圖所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床需完成的工藝內(nèi)容確定、加工部件的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)、壓緊部件等，擬訂了傳動(dòng)系統(tǒng)，確定了傳動(dòng)參數(shù)，設(shè)計(jì)了軸的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了齒輪、軸等相關(guān)零件的強(qiáng)度校核計(jì)算。</p><p>　　2組合機(jī)床總體初步設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1組合機(jī)床工藝方案的制定</p><

22、p>　　擬訂工藝方案是組合機(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。</p><p>　　包縫機(jī)機(jī)體呈長(zhǎng)方體的形狀，由HT200鑄造而成的箱體結(jié)構(gòu)。其硬度在HB190-240之間。共計(jì)有20個(gè)孔需要加工，在本工序之前各主

23、要表面、主要孔已加工完畢。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床是完成包縫機(jī)機(jī)座孔的兩面鉆孔組合機(jī)床，主要完成機(jī)身左右面上20個(gè)孔的加工，其具體的加工工藝如下：</p><p>　　機(jī)身左面鉆11個(gè)孔,其中有兩個(gè)φ5孔，深13；兩個(gè)φ5孔，深18；兩個(gè)φ4.2孔，深12；一個(gè)φ4.2孔，深9；兩個(gè)φ3.3孔，深10；兩個(gè)φ3.3孔，深9.</p><p>　　機(jī)身

24、右面鉆9個(gè)孔，其中有七個(gè)φ3.3孔，深11；一個(gè)φ3.3孔，深12；一個(gè)φ3.3孔，深9。</p><p>　　A.機(jī)床定位和夾緊：</p><p>　　組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負(fù)荷大，且工件受力方向變化。因此正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件。</p><p>　　B.“一面兩銷”定位方法 它的特點(diǎn)是：</p>&

25、lt;p>　　a.可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。</p><p>　　b.有同時(shí)加工零件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序。</p><p>　　初步擬定“一面兩銷”定位方法，該定位方案限制的自由度敘述如下：本機(jī)床加工時(shí)采用的定位方式是一面兩銷，以底面為定位基準(zhǔn)面，限制三個(gè)自由度；在左側(cè)有一個(gè)圓柱銷，限制兩個(gè)自由度；在后面用一個(gè)菱形銷剩下的一個(gè)自由度。這樣工件的

26、6個(gè)自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。</p><p>　　2.1.1切削用量的計(jì)算</p><p>　　在被加工的11中，都是鉆孔加工，其切削用量均可通過(guò)查表法來(lái)進(jìn)行選擇，從文獻(xiàn)[1]表6-11中選取。由于鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)，其隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值可在文獻(xiàn)[1]表6-12選取得出。</p><p>　　組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具

27、耐用度、機(jī)床的布局形式及正常工作均與切削用量選擇是否合理密切相關(guān)。組合機(jī)床多軸箱上所有的刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。查文獻(xiàn)[1]得知當(dāng)硬度為HB200-241時(shí)，高速鋼鉆頭的切削用量如表2-1</p><p>　　表2-1高速鋼鉆頭切削用量</p><p>　　在選擇切削速度時(shí)，要求同一多軸箱上各刀具每分鐘進(jìn)給量必須相等并與滑臺(tái)的工進(jìn)速度（單位為mm/min）相一致，一般先

28、以各刀具來(lái)選擇較合理的轉(zhuǎn)速(單位為r/min)和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（單位為mm/r），再根據(jù)其工作時(shí)間最長(zhǎng)、負(fù)荷最重、刃磨較困難刀具來(lái)確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)所需的進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通過(guò)“試湊法”來(lái)滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求，即:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　在選擇了轉(zhuǎn)速后可根據(jù)公式:</p><p><b>　?。?/p>

29、2-2）</b></p><p>　　A.對(duì)右側(cè)面上9個(gè)孔的切削用量的選擇：</p><p>　　a)鉆孔12、13、14、15、16、17、18軸： Φ3.3，h=11mm</p><p>　　由于刀具采用硬質(zhì)合金，加工材料為鑄鐵，v=10～18m/min，f>0.05～0.1mm/r中選擇，則由參考文獻(xiàn)[1]P43的公式，</p>

30、<p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　Φ3.3： 取v=14.092m/min，f=0.045mm/r</p><p>　　n=1000×14.092/(3.3π)1360r/min</p><p>　　b）鉆孔19軸： Φ3.3,h=12mm</p><p>　　由于刀具采

31、用硬質(zhì)合金，加工材料為鑄鐵，v=10～18m/min，f>0.05～0.1mm/r中選擇，則由參考文獻(xiàn)[2]P43的公式，</p><p>　　n=1000×14.092/(3.3π)1360r/min</p><p>　　c）鉆孔20軸： Φ3.3,h=9mm </p><p>　　由于刀具采用硬質(zhì)合金，加工材料為鑄鐵，v=10～18m/min，

32、f>0.05～0.1mm/r中選擇，則由參考文獻(xiàn)[2]P43的公式，</p><p>　　Φ3.3： 取v=16.579m/min，f=0.05mm/r</p><p>　　n=1000×16.579/(3.3π)1600r/min</p><p>　　B機(jī)體左面鉆11個(gè)孔的切削用量的選擇如下：</p><p>　　a. 孔1

33、～2 孔徑5mm，孔深13mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r,又d=5mm,初選n=1010r/min,f=0.061mm/r,則由（2-2）得：</p><p>　　v=π×5×1010/1000=15.9m/min· </p><p>　　

34、b. 孔4、孔6 孔徑3.3mm，孔深10mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=3.3mm, 初選n=1000r/min,f=0.062mm/r, 則由（2-2）得：</p><p>　　v=π×3.3×1000/1000=10.4m/min</p>&l

35、t;p>　　c. 孔5 、孔7 孔徑3.3mm，孔深9mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=3.3mm, 初選n=1000r/min,f=0.062mm/r, 則由（2-2）得：</p><p>　　v=π×3.3×1000/1000=10.4m/min</p

36、><p>　　d.孔9～10 孔徑5mm, 孔深18mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=5mm, 初選n=1010r/min,f=0.061mm/r, 則由（2-2）得：</p><p>　　v=π×5×1010/1000=15.9m/min&l

37、t;/p><p>　　e. 孔8 、孔11 孔徑4.2mm，孔深12mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=4.2mm, 初選n=1250r/min,f=0.05mm/r, 則由（2-2）得：</p><p>　　v=π×4.2×1250/1000=16

38、.5m/min</p><p>　　f孔3 孔徑4.2mm, 孔深9mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=4.2mm, 初選n=1250r/min,f=0.05mm/r, 則由（2-2）得：</p><p>　　v=π×4.2×1250/1000=

39、16.5m/min</p><p>　　2.1.2切削力、切削扭矩及切削功率計(jì)算</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[1]P134表6-20中公式</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p><b>　　(2-5)</b></p><p><b>　　

40、(2-6)</b></p><p>　　式中， F—切削力（N）；T—切削轉(zhuǎn)矩（N·㎜）；P—切削功率（kW）；</p><p>　　v—切削速度（m/min）；f—進(jìn)給量（mm/r）；D—加工（或鉆頭）直徑（mm）；</p><p>　　HB—布氏硬度， ，</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中， ，，得HB=22

41、3。</p><p>　　油底殼面鉆孔由以上公式可得：</p><p>　　孔1～2 孔徑5mm，孔深13mm</p><p>　　由公式（2-3）得： </p><p>　　=26×5×0.0630.8×2230.6</p><p><b>　　=365 N</b>

42、;</p><p>　　由公式（2-4）得： </p><p>　　=10×51.9×0.0630.8×2230.6</p><p>　　=597.5 N·mm</p><p>　　由公式（2-5）得： </p><p>　　=597.5×15.6/(9740×

43、;3.14×5)</p><p><b>　　=0.061 kW</b></p><p>　　其他孔的的計(jì)算按上式的步驟進(jìn)行，結(jié)果如下表2-2：</p><p>　　表2-2孔的相關(guān)切削量的計(jì)算</p><p>　　2.2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡</p><p>　　2.2.1 被

44、加工零件工序圖</p><p>　　被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容，加工部件的尺寸、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。被加工零件工序圖是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容

45、，并做必要的說(shuō)明而繪制的。</p><p><b>　　其主要內(nèi)容包括：</b></p><p>　　a)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。</p><p>　　b)本工

46、序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支承、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　c)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。</p><p>　　d)注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。</p><p>　　繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng)</p>

47、<p>　　a)繪制被加工零件工序圖的規(guī)定：應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面；本工序加工部位用粗實(shí)線表示；定位用定位基準(zhǔn)符號(hào)表示，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度符號(hào)；夾緊用夾緊符號(hào)表示，輔助支承用支承符號(hào)表示。</p><p>　　b)繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng)</p><p>　　2.2.2加工示意圖</p><p>　　加工示意圖的作用和內(nèi)容： &l

48、t;/p><p>　　加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案逐步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件、繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必須的重要文件。</p><p>　　加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程；工件、

49、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對(duì)位置及聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導(dǎo)向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。</p><p>　　2.2.2.1刀具的選擇</p><p>　　根據(jù)工藝要求及加工精度不同，組合機(jī)床采用的刀具有一般簡(jiǎn)單刀具（標(biāo)準(zhǔn)刀具）、復(fù)合刀具及特種刀具。選擇刀

50、具時(shí)應(yīng)考慮工件材質(zhì)、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。所以鉆孔，所有刀具選用麻花鉆，具體選用情況為：</p><p>　　孔加工刀具（鉆、擴(kuò)等）的直徑應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端離導(dǎo)向套外端面30～50mm，以利排屑和刀具磨損有一定的向前調(diào)整量。刀具錐柄插入接桿孔內(nèi)長(zhǎng)度，在繪制加工示意圖時(shí)應(yīng)注意從刀具總長(zhǎng)中減去。</p><p>　

51、　因此，本工序加工Ф3.3mm、Ф4.2mm、Ф5mm的孔，倒角為45°，可選用Ф3.3、Ф4.2、Ф5的高速鋼復(fù)合麻花鉆頭，具體結(jié)構(gòu)可參考加工示意圖ZJGZH00-003。</p><p>　　2..2.2.2導(dǎo)向裝置的選擇</p><p>　　組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來(lái)保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對(duì)工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位

52、置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有兩種：固定導(dǎo)向、滾動(dòng)式導(dǎo)向，根據(jù)導(dǎo)向的線速度（小于20m/min）、加工精度及刀具的具體工作條件，本機(jī)床采用固定式導(dǎo)向（鉆套導(dǎo)向）</p><p>　　導(dǎo)向參數(shù)包括導(dǎo)套直徑、導(dǎo)套長(zhǎng)度及導(dǎo)向套到工件端面距離等。導(dǎo)向套端面至工件端面距離是為了排屑方便</p><p>　　考慮采用非剛性主軸、導(dǎo)向表面旋

53、轉(zhuǎn)線速度<20m/min，選用固定式導(dǎo)向裝置。</p><p>　　按[1]表8-4選擇導(dǎo)套。</p><p>　　表2-3導(dǎo)套相關(guān)數(shù)據(jù)</p><p>　　2..2.2.3各主軸直徑的確定</p><p>　　確定主軸、尺寸、外伸尺寸</p><p>　　在本課題中，主軸是用于鉆孔的，鉆孔選用滾珠軸承主軸。鉆孔

54、時(shí)采用剛性連接，主軸采用長(zhǎng)主軸。</p><p>　　根據(jù)由選定的切削用量計(jì)算得到的切削轉(zhuǎn)矩T，由文獻(xiàn)[1]P43頁(yè)公式</p><p><b>　　（2-7） </b></p><p>　　式中，d表示軸的直徑（㎜）；T表示軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·m）；B表示系數(shù)，本課題中鉆孔主軸為非剛性主軸，取B=6.2。</p>&

55、lt;p><b>　　由公式可得：</b></p><p>　　右面 軸12 取定d=15㎜</p><p>　　軸13 取定d=15㎜</p><p>　　軸14 取定d=15㎜</p><p>　　軸

56、15 取定d=15㎜</p><p>　　軸16 取定d=15㎜</p><p>　　軸17 取定d=15㎜</p><p>　　軸18 取定d=15㎜</p><p>　　軸19

57、 取定d=15㎜</p><p>　　軸20 取定d=15㎜</p><p>　　左面 軸1 取定d=15㎜ </p><p>　　軸2 取定d=15㎜ </p><p>　　軸3

58、 取定d=15㎜ </p><p>　　軸4 取定d=15㎜</p><p>　　軸5 取定d=15㎜ </p><p>　　軸6 取定d=15㎜ </p&g

59、t;<p>　　軸7 取定d=15㎜ </p><p>　　軸8 取定d=15㎜ </p><p>　　軸9 取定d=15㎜ </p><p>　　軸10 取定d=

60、15㎜ </p><p>　　軸11 取定d=15㎜ </p><p>　　根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，文獻(xiàn)[1]表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。滾錐短主軸軸徑d=15㎜時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/d1=22/14,L=75㎜；接桿莫氏圓錐號(hào)為3。其他主軸軸徑類似上面，

61、取滾錐短主軸軸徑d=15mm，主軸外伸尺寸為：D/d1=22/14,L=75㎜；接桿莫氏圓錐號(hào)為3。</p><p>　　2..2.2.4選擇接桿</p><p>　　根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查文獻(xiàn)[1]第44頁(yè)表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。主軸軸徑d=15mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/d=25/16mm，L=87mm。接桿莫氏圓錐號(hào)為1。</p><

62、p>　　2.3機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖</p><p>　　機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件的工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并初步選定的主要通過(guò)部件以及確定的專用部件的總體繪制的。是用來(lái)表示機(jī)床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝的位置、相互聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)的位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適，它可以為多軸箱、夾具的專用部件的設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)；它可以看成是機(jī)床總體外

63、觀圖。它主要表示的內(nèi)容：</p><p>　　（1）表明機(jī)床的配置型式和總體的布局；</p><p>　?。?）完整齊全的放映個(gè)部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后行程的備量尺寸；</p><p>　?。?）表示主要通用的部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速、并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)以及組件的名稱

64、，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用以及專用零件部件，不得遺漏。</p><p>　　2.3.1動(dòng)力箱型號(hào)的選擇</p><p>　　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)文獻(xiàn)[1]可知：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中,—消耗于各主軸的切削功率的總和（kW）；</p&g

65、t;<p>　　—多軸箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取0.8～0.9，加工有色金屬時(shí)取0.7～0.8；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。</p><p><b>　　左主軸箱： </b></p><p>　　則 </p><p&g

66、t;<b>　　右主軸箱： </b></p><p>　　則 </p><p>　　根據(jù)液壓滑臺(tái)的配套要求，滑臺(tái)額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查文獻(xiàn)[1] 第114～115頁(yè)表5-38得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。</p><p>　　表2-4動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)選擇</p><p>　　2.3.2動(dòng)

67、力滑臺(tái)導(dǎo)軌型式</p><p>　　由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件損失小，使用壽命長(zhǎng)，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；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，所以選擇液壓滑臺(tái)。</p><p>　　根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按文獻(xiàn)[1] </p><p

68、><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中，—各主軸所需的 向切削力，單位為N。</p><p>　　左主軸箱 F=4×365+4×238+3×254.8=3167.4</p><p>　　右主軸箱 F=7×319.4+1×349.34=2904.5</p&g

69、t;<p>　　實(shí)際上,為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力，動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于。</p><p>　　動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌組合有“矩—矩”和“矩—心”兩種型式。前者一般多用于帶導(dǎo)向刀具進(jìn)行加工的機(jī)床及其他粗加工機(jī)床，后者主要用于不帶導(dǎo)向的剛性主軸加工及其它精加工機(jī)床。由此可知，本機(jī)床選用“矩—矩”式最合適。</p><p>　　考慮到所需的進(jìn)給力、最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪

70、廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由文獻(xiàn)[1]表5-1，選用1HY32IA型液壓滑臺(tái)，以及相配套的側(cè)底座（1CC321型）。</p><p>　　2.3.3確定機(jī)床裝料高度H</p><p>　　裝料高度一般是指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。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸

71、限制和剛度要求。本課題中，工件最低孔位置h2=103㎜，主軸箱最低主軸高度h1=102.5㎜，所選滑臺(tái)與滑座總高h(yuǎn)3=320㎜，側(cè)底座高度h4=560㎜，夾具底座高度h5=330㎜，中間底座高度h6=560㎜，綜合上述因素，該組合機(jī)床裝料高度取H=940㎜。</p><p>　　2.3.4確定夾具輪廓尺寸</p><p>　　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

72、底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。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高度，同時(shí)考慮機(jī)床的裝料高度、排屑的方便性和便于設(shè)置定位、夾緊機(jī)構(gòu)。一般不小于240 mm。本機(jī)床夾具的長(zhǎng)度為560mm，寬度為660mm，高度為925mm。</p><p>　　2.3.5確定中間底座尺寸</p><p>　

73、　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，他在加工方向的尺寸，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)工件端面至多軸箱前端面的距離。</p><p>　　確定中間底座的高度方向尺寸時(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。確定中間底高度尺寸時(shí)，應(yīng)考慮鐵屑的儲(chǔ)存，中間底座高度一般不小于540mm。</p><p>　　本機(jī)床確定中間底座高度為

74、560mm。</p><p>　　2.3.6確定多軸箱輪廓尺寸</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)通用鉆、鏜類多軸箱的厚度是一定的、臥式為325mm，立式為340mm。本機(jī)床為臥式組合機(jī)床，取多軸箱厚度為325mm。確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度。多軸箱的寬度B和高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定：</p><p>&l

75、t;b>　　（2-10）</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中： b—工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，單位為mm;</p><p>　　—最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位為mm；</p><p>　　H—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，單位為mm;&l

76、t;/p><p>　　—最低主軸高度，單位為mm。</p><p>　　其中，h1還與工件最低孔位置（h2=103㎜）、機(jī)床裝料高度（H=880㎜）、滑臺(tái)滑座總高（h3=320㎜）、側(cè)底座高度（h4=560㎜）等尺寸有關(guān)。對(duì)于臥式組合機(jī)床， h1要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦h1＞85-140㎜，本組合機(jī)床按文獻(xiàn)[1]P50公式</p><p><

77、b>　?。?-12）</b></p><p>　　計(jì)算，得： h1=102.5㎜。</p><p>　　b=100㎜,h=125.125㎜,取b1=100㎜，則求出主軸箱輪廓尺寸：</p><p><b>　　㎜</b></p><p><b>　　㎜</b></p>

78、<p>　　根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，左,右主軸箱輪廓尺寸都預(yù)定為B×H=400㎜×400㎜，后主軸箱輪廓尺寸預(yù)定為B×H=400㎜×400㎜ 。</p><p>　　2.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>　　生產(chǎn)率計(jì)算卡是用以反映機(jī)床的加工過(guò)程、完成每一個(gè)動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等，計(jì)算公式參照

79、參考文獻(xiàn)[1]第51頁(yè)。</p><p><b>　　a.理想生產(chǎn)率</b></p><p>　　理想生產(chǎn)率Q (單位為件/h)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)N(本課題中N=70000件,包括備品及廢品率在內(nèi))所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，一般情況下，兩班制取4600h, 本課題以單班7小時(shí)計(jì)，則,則</p><p><b>　?。?

80、-13）</b></p><p><b>　　b.實(shí)際生產(chǎn)率</b></p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即公式</p><p>　　式中:——生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間(min)，可按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-17）</b></

81、p><p>　　式中:——分別為刀具第、工作進(jìn)給長(zhǎng)度,單位為mm；</p><p>　　——分別為刀具第、工作進(jìn)給量,單位為mm/min；</p><p>　　——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) 轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位min; </p><p>　　——分別為動(dòng)力部件

82、快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位為mm; </p><p>　　——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取5～6m/min;用液壓動(dòng)力部件時(shí)取3～10m/min;</p><p>　　——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;</p><p>　　——工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、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

83、度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取0.5～1.5min。</p><p>　　式中，—生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min）。則</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　c.機(jī)床負(fù)荷率</b></p><p>　　機(jī)床負(fù)荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率

84、之比。由參考文獻(xiàn)[1]公式, </p><p>　?。?-15） </p><p><b>　　生產(chǎn)率計(jì)算卡</b></p><p>　　3組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)（左主軸箱）</p><p>　　多軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的

85、傳遞個(gè)主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其動(dòng)力來(lái)自通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)，可完成鉆、擴(kuò)、較、鏜等加工工序。其特點(diǎn)是按專用要求設(shè)計(jì)，由通用部件組成，靠夾具的導(dǎo)向裝置來(lái)保證孔加工的位置精度。</p><p>　　目前多軸箱設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)多軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制好的程序，通過(guò)人機(jī)交互方式，可迅速、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、零件圖和箱體補(bǔ)充加工圖，打印出

86、軸孔坐標(biāo)及組件明細(xì)表。一般設(shè)計(jì)法的順序是：繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸及模數(shù)；擬訂傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸，繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細(xì)表。在此用一般設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)多軸箱。</p><p>　　3.1繪制左主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 </p><p>　　主軸箱的設(shè)計(jì)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。&l

87、t;/p><p>　　根據(jù)以上依據(jù)編制出的主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖如下圖4-1所示：</p><p>　　注：a.被加工零件編號(hào)及名稱：ZH1105W柴油機(jī)汽缸體。材料及硬度：灰鑄鐵；190-240HBS</p><p>　　b.主軸外伸尺寸及切削用量：（表3-1）</p><p>　　表3-1主軸外伸尺寸及切削用量</p><p

88、>　　圖3-1左軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖</p><p>　　3.2主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定</p><p>　　主軸結(jié)構(gòu)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。如鉆孔是常采用滾珠軸承主軸；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。因本主軸箱的主軸都是用來(lái)鉆孔，所以采用滾珠軸承主軸。</p><p&g

89、t;　　主軸直徑在繪制“三圖一卡”時(shí)都已經(jīng)確定好了。（d=15mm）</p><p>　　齒輪模數(shù)m一般采用類比法確定，也可按文獻(xiàn)[1]公式估算，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中，—齒輪所傳遞的功率，單位為kw；</p><p>　　—一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)；</p&

90、gt;<p>　　—小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 </p><p>　　主軸箱中的齒輪模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4幾種。為了便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格不要多于兩種。由于本主軸箱為鉆孔主軸箱，主軸轉(zhuǎn)速誤差較小，且加工孔的位置比較集中，可以根據(jù)實(shí)際需要選出齒輪模數(shù)為1.5、2、3兩種。</p><p>　　3.3主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p>&

91、lt;p>　　多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，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，合理的安排正確的計(jì)算，通過(guò)反復(fù)的湊合與驗(yàn)算來(lái)達(dá)到比較符合實(shí)際的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.3.1對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求</p><p>　　對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般要求有：</p><p>　　（1）在保證主軸的強(qiáng)度﹑剛度﹑轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求的前提下，力求使傳動(dòng)軸和

92、齒輪為最少；</p><p>　?。?）主軸﹑傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格要盡可能少；</p><p>　?。?）最佳傳動(dòng)比為1～1.5；</p><p>　　（4）盡可能避免升速傳動(dòng)。</p><p>　　3.3.2確定傳動(dòng)軸位置和齒輪齒數(shù)</p><p>　　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：</p&g

93、t;<p>　　主軸 </p><p>　　驅(qū)動(dòng)軸 </p><p>　　各主軸總傳動(dòng)比 ；</p><p>　　傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式文獻(xiàn)[1]第64~65頁(yè)： </p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>

94、　?。?-3）</b></p><p><b>　　（3-4）</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中： ：嚙合齒輪副傳動(dòng)比；</p><p>　?。簢Ш淆X輪副齒數(shù)和；</p><p>　?。悍謩e為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)和；&

95、lt;/p><p>　　：分別主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min</p><p>　?。糊X輪嚙合中心距，單位為mm;</p><p>　?。糊X輪模數(shù)，單位為mm。</p><p><b>　　表3-2各軸參數(shù) </b></p><p>　　3.4多軸箱坐標(biāo)計(jì)算</p><p>

96、;　　坐標(biāo)計(jì)算就是根據(jù)已知的驅(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。</p><p>　　3.4.1驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖3-1，計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)尺寸，如表3-3所示：</p><p>　

97、　表3-3 驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)值</p><p>　　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)傳動(dòng)軸的傳動(dòng)形式，傳動(dòng)軸的坐標(biāo)計(jì)算可分為三種類型：與一軸定距的坐標(biāo)計(jì)算；與兩軸定距的坐標(biāo)計(jì)算；與三軸等距的坐標(biāo)計(jì)算。</p><p>　　A．選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系X0Y,計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)</p><p>　　a．加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系

98、選擇：為便于加工多軸箱體，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X0Y。根據(jù)多軸箱的安置及加工條件，常有下列兩種方法：</p><p>　　a) 坐標(biāo)原點(diǎn)定在定位銷孔上：適用于多軸箱安裝在動(dòng)力箱上。</p><p>　　b) 坐標(biāo)系的橫軸選在箱體底面，縱軸通過(guò)定位銷孔：適用于多軸箱以底面為基準(zhǔn)直接安裝在滑臺(tái)上。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系

99、為第一種方法。</p><p>　　b．計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo)</p><p>　　與兩軸定距的傳動(dòng)軸計(jì)算公式如下：（如圖3-2）參考文獻(xiàn)[1]</p><p>　　圖3-2 與二軸定距傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算圖 </p><p>　　設(shè) ， （3-6）</p&g

100、t;<p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　（3-9）</b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　?。?-1

101、0）</b></p><p>　　還原到X0Y坐標(biāo)系中去，則c點(diǎn)坐標(biāo)：</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p>　　c． 各傳動(dòng)軸坐標(biāo)見表3-4</p><p>　　表3-4 各傳動(dòng)軸坐標(biāo)</p><p>　　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

102、全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的正確性。</p><p>　　鉆削多軸箱坐標(biāo)檢查圖</p><p><b>　　4零件強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　4.1齒輪校核</b></p><p>　　在初步確定主軸傳動(dòng)系統(tǒng)后還要對(duì)危險(xiǎn)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核，尤其對(duì)低速級(jí)齒輪或齒根到鍵槽距離較小的齒輪及受轉(zhuǎn)矩較大

103、的齒輪進(jìn)行校核，以保證傳動(dòng)系統(tǒng)平穩(wěn)準(zhǔn)確，有一定的使用壽命。</p><p>　　通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，主軸箱中最薄弱的齒輪是驅(qū)動(dòng)齒輪，因?yàn)槠鋫鲃?dòng)的功率大，如果它能滿足強(qiáng)度要求，則其他的齒輪也應(yīng)滿足要求。</p><p>　　4.1.1校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　齒輪的材料、精度和齒數(shù) </p><p>　　齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式

104、為： </p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　確定公式中各參數(shù)值：</p><p>　　a. 大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 、</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[2]圖6.9取, </p><p>　　b. 彎曲疲勞壽命系數(shù)、</p><

105、;p>　　查參考文獻(xiàn)[2]圖6.7取， </p><p>　　c. 許用彎曲應(yīng)力、</p><p>　　取定彎曲疲勞系數(shù)SF=1.4, 應(yīng)力修正系數(shù)YST=2.0得</p><p><b>　　Mpa</b></p><p><b>　　Mpa</b></p><p>

106、　　d. 齒形系數(shù)、和應(yīng)力修正系數(shù)、</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[2]表6.4得，，， </p><p>　　e. 計(jì)算大、小齒輪的與，并加以比較取其中大值帶入公式計(jì)算</p><p>　　， 大齒輪的數(shù)值較大，應(yīng)按大齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　校核計(jì)算：彎曲疲勞強(qiáng)度足夠</p><p>　　4

107、.1.2校核接觸疲勞強(qiáng)度</p><p>　　接觸疲勞強(qiáng)度由公式： 進(jìn)行校核</p><p>　　確定公式中各參數(shù)值：</p><p>　　a. 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： N·mm</p><p>　　b. 大、小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限、</p><p>　　按齒面硬度查參考文獻(xiàn)[2]圖6.8得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)

108、度極限=600 Mpa，=560 Mpa</p><p>　　c. 接觸疲勞壽命系數(shù)、 </p><p>　　查參考文獻(xiàn)[2]圖6.6得， </p><p>　　d. 計(jì)算許用接觸應(yīng)力</p><p><b>　　取安全系數(shù)=1，則</b></p><p>　　e. 確定材料系數(shù) 查參考

109、文獻(xiàn)[2]表6.3得=189.8</p><p>　　f. 計(jì)算圓周速度v </p><p>　　g. 確定載荷系數(shù)K</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[2]表6.2得使用系數(shù)=1, 根據(jù)v=2.695m/s,7級(jí)精度查參考文獻(xiàn)[2]圖6.10得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.1,查圖6.13得=1.18,則K=Kv=1×1.1×1.18=1.298&

110、lt;/p><p><b>　　校核計(jì)算:</b></p><p>　　Mpa≤接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。所以該齒輪滿足使用要求。</p><p>　　4.2傳動(dòng)軸直徑的確定和軸的強(qiáng)度校核</p><p>　　4.2.1軸的直徑的確定</p><p><b>　　(4-2)</b>&

111、lt;/p><p>　　式中Tn—作用在第n根主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為N·m</p><p>　　in—傳動(dòng)軸至第n個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比</p><p><b>　　軸25：</b></p><p><b>　　=12.4</b></p><p>　　由公式計(jì)算出直徑mm ,

112、查參考文獻(xiàn)[9]表3-4，選取直徑=20mm。</p><p>　　因?yàn)樗袀鲃?dòng)軸的計(jì)算結(jié)果都在15mm左右，考慮到傳動(dòng)軸的數(shù)量較多，為了滿足箱體孔和傳動(dòng)軸的加工效率；同時(shí)考慮到機(jī)床加工時(shí)應(yīng)滿足的強(qiáng)度和可靠性，以及工廠的產(chǎn)量及設(shè)計(jì)等多方面的原因，所以其他的傳動(dòng)軸選用20、25兩種軸徑。</p><p>　　表4-1傳動(dòng)軸的軸徑</p><p>　　4.2.2軸的強(qiáng)度

113、校核</p><p>　　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。</p><p>　　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

114、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)較大的軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。在這里對(duì)長(zhǎng)主軸1進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　現(xiàn)對(duì)主軸1進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核：</p><p>　　A.求出主軸上的轉(zhuǎn)矩T：</p><p>　　主軸上的傳遞的功率： </p><p>　　B.求作用在齒輪上的力：</p><p>

115、;<b>　　C.軸的受力分析</b></p><p>　　a.畫軸的受力簡(jiǎn)圖（見圖5-1a）</p><p><b>　　b.計(jì)算支承反力。</b></p><p><b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直面上</b></

116、p><p>　　c.畫彎矩圖（見圖5-1c、d、e）</p><p>　　在水平面上，剖面左側(cè)</p><p><b>　　剖面右側(cè)</b></p><p>　　在垂直面上，剖面左側(cè)</p><p><b>　　剖面右側(cè)</b></p><p><b

117、>　　合成彎矩，剖面左側(cè)</b></p><p><b>　　剖面右側(cè)</b></p><p>　　d.畫轉(zhuǎn)矩圖（如下圖4-5）</p><p><b>　　D.判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　截面左右的合成彎矩右側(cè)相對(duì)左側(cè)大些，扭矩為T，則判斷右側(cè)為危險(xiǎn)截面，只要右側(cè)滿

118、足強(qiáng)度校核就行了。</p><p>　　a.軸的彎扭合成強(qiáng)度校核</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[2]表[101]查得，， </p><p>　　圖4-1 軸的受力分析及彎扭矩圖</p><p>　　b.軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[2]表查得，，，，</p><p>

119、;<b>　　截面左側(cè)</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[2]附表查得，；由參考文獻(xiàn)[2]附表查得絕對(duì)尺寸系數(shù)，；軸經(jīng)磨削加工，由參考文獻(xiàn)[2]附表得表面質(zhì)量系數(shù)。則</p><p>　　彎曲應(yīng)力 ，</p><p>　　應(yīng)力幅 </p><p>　　平均應(yīng)力 </p>

120、<p>　　切應(yīng)力 </p><p>　　安全系數(shù) </p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表[106]得許用安全系數(shù)，顯然，則剖面安全。</p><p>　　4.3軸承和鍵的校核</p><p><b>　　4.3.1鍵的校核</b></p><p>　　本次設(shè)