機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-zs175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及右主軸箱設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 總體方案論證3</p><p>　　2.1.1 加工對(duì)象工藝性的分析3</p><p>　　2.1.2

2、機(jī)床配置型式的選擇3</p><p>　　2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇3</p><p>　　2.1.4 滑臺(tái)型式的選擇3</p><p>　　2.2 切削用量的確定及刀具選擇4</p><p>　　2.2.1 切削用量選擇4</p><p>　　2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的計(jì)算4</p&g

3、t;<p>　　2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡5</p><p>　　2.3.1 被加工零件工序圖5</p><p>　　2.3.2 加工示意圖6</p><p>　　2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖8</p><p>　　2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡10</p><p>　　2.3.4.1 理

4、想生產(chǎn)率10</p><p>　　2.3.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率11</p><p>　　2.3.4.3 機(jī)床負(fù)荷率12</p><p>　　3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1 主軸箱原始依據(jù)圖的繪制13</p><p>　　3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算14</p>&

5、lt;p>　　3.3 主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3.1 主軸箱傳動(dòng)路線的擬訂15</p><p>　　3.3.2 根據(jù)原始依據(jù)圖對(duì)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算15</p><p>　　3.3.3 傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)的確定15</p><p>　　3.3.4 傳動(dòng)軸直徑的確定17</p><p>　

6、　3.4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算、坐標(biāo)檢查圖的繪制17</p><p>　　3.5 軸、齒輪、軸承、鍵的校核19</p><p>　　3.5.1 軸的校核20</p><p>　　3.5.2 齒輪的校核20</p><p>　　3.5.3 軸承的壽命校核22</p><p>　　3.5.4 鍵的強(qiáng)度計(jì)算23<

7、/p><p>　　3.6 主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.7 附件的選擇23</p><p><b>　　4 結(jié)論25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　致 謝27</b>

8、;</p><p><b>　　附 錄28</b></p><p>　　ZS175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床</p><p><b>　　總體及右主軸箱設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘 要：組合機(jī)床是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)

9、床。本課題設(shè)計(jì)了一臺(tái)用于ZS175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆孔的組合機(jī)床。機(jī)床采用臥式三面加工的方案，加工和裝配的工藝性好，零件裝夾方便。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為總體設(shè)計(jì)和右主軸箱設(shè)計(jì)兩部分。總體設(shè)計(jì)包括機(jī)床配置型式的確定、結(jié)構(gòu)方案的選擇以及“三圖一卡”的繪制。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

10、給各主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。主軸箱設(shè)計(jì)包括主軸箱原始依據(jù)圖的繪制，主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算，主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，主軸箱坐標(biāo)計(jì)算、坐標(biāo)檢查圖的繪制，軸、齒輪、軸承、鍵的校核，主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計(jì)。本組合機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，裝卸方便，提高了工作效率，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鉆削；主軸</p><p>　　全套圖紙，加1538

11、93706</p><p>　　Design of the General and Right Headstock of Modular Machine Tool for drilling Holes on Three-Side of the body of ZS175 Diesel Engine</p><p>　　Abstract: Machine is designed accord

12、ing to the standardization and serialization of generic components and parts are processed according to the shape and design of process-specific components of a dedicated machine. A Modular machine tool was designed for

13、the ZS175 diesel engine with three-side drilling holes. Three horizontal machine used for processing program, processing and assembly process is good, spare parts to facilitate clamping. The focal point of this topic cou

14、ld be divided into two p</p><p>　　Key words: Modular Machine Tool; Drilling; Head stock</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　組合機(jī)床是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床

15、[1]。組合機(jī)床是由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的，它既有專用機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，又有萬能機(jī)床能夠重新調(diào)整，能適應(yīng)新工件加工的特性。組合機(jī)床是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的基本組成是以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)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)[2]。組成組合機(jī)床的通用部件有如下幾類：動(dòng)力部件——?jiǎng)恿︻^、動(dòng)力滑臺(tái)和動(dòng)力

16、箱；工件運(yùn)送部件——回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)鼓輪；支承部件——立柱、床身、底座和滑座等?？刂葡到y(tǒng)有通用的液壓傳動(dòng)裝置、電氣柜、操縱臺(tái)等。</p><p>　　組合機(jī)床的通用部件按功能分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件5類 。動(dòng)力部件為機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主要有動(dòng)力箱（將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給主軸箱）、切削頭（裝在各個(gè)主軸上，用于各單一工序的加工）、動(dòng)力滑臺(tái)（用于安裝動(dòng)力箱或切

17、削頭，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）；支承部件用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)，包括各種底座和支架；輸運(yùn)部件用以輸送工件或主軸箱至加工工位；控制部件用以控制機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)；輔助部件包括潤(rùn)滑、冷卻和排屑裝置等。根據(jù)配置型式，組合機(jī)床可分為單工位和多工位兩大類。其中單工位組合機(jī)床按被加工面的數(shù)量又有單面、雙面、三面和四面4種，通常只能對(duì)各個(gè)加工部位同時(shí)進(jìn)行一次加工；多工位組合機(jī)床則有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、往復(fù)工作臺(tái)式、中長(zhǎng)立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式4種，能對(duì)加工部位進(jìn)行多次加工[3

18、]。</p><p>　　本小組的課題是ZS175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床設(shè)計(jì)。為了達(dá)到加工要求，在機(jī)床的精度、性能等方面有以下的要求：機(jī)床要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，裝卸方便，維修及調(diào)整便利；加工精度應(yīng)符合零件圖要求；主軸箱能滿足機(jī)床總體方案的要求。由于該課題比較大，且難度深，總體設(shè)計(jì)由我們四人合作完成，我主要負(fù)責(zé)右主軸箱的設(shè)計(jì)。</p><p>　　整個(gè)設(shè)計(jì)，首先，要有豐富的實(shí)

19、踐經(jīng)驗(yàn)，僅靠一些參考資料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這樣設(shè)計(jì)出來的組合機(jī)床只是結(jié)構(gòu)完美，外形美觀，但實(shí)用性差，因此，在設(shè)計(jì)工作開始前，指導(dǎo)老師特地帶我們到江淮動(dòng)力集團(tuán)、鹽城恒力機(jī)床廠等企業(yè)進(jìn)行了實(shí)地參觀考察，積累了一些寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。其次，運(yùn)用四年來所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，針對(duì)現(xiàn)實(shí)中遇到的實(shí)際情況，做到舉一反三。整個(gè)設(shè)計(jì)過程不僅涉及到以前所學(xué)的知識(shí)，還涉及到一些新的概念，這就要求我們一面鞏固以前的知識(shí)，一面還要學(xué)習(xí)新的知識(shí)。最好，通過自身的努力，理論聯(lián)系實(shí)際

20、，從合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及對(duì)被加工零件的具體要求對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行研究和分析，找出可以進(jìn)行改進(jìn)的地方，通過反復(fù)推敲對(duì)比，擬訂合理的三面鉆削組合機(jī)床的總體方案。在設(shè)計(jì)過程中，在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下和通過自身的努力，理論聯(lián)系實(shí)際，從合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及對(duì)被加工零件的具體要求對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行研究和分析，找出可以進(jìn)行改進(jìn)的地方，通過反復(fù)推敲對(duì)比，確定了設(shè)計(jì)方案，并最終完成本課題的設(shè)計(jì)。主軸箱設(shè)計(jì)是該次設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的傳動(dòng)部分的

21、設(shè)計(jì)。首先在完成對(duì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)并繪制出“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，繪制主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖</p><p>　　2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 總體方案論證</p><p>　　組合機(jī)床是按高度集中工序原則，針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。針對(duì)ZS175柴油機(jī)機(jī)體，在確定加工工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行總體方案對(duì)比論證。設(shè)計(jì)組合機(jī)床“

22、三圖一卡”，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。</p><p>　　2.1.1 加工對(duì)象工藝性的分析</p><p>　　被加工零件材料是HT250,硬度HB190～240，共計(jì)有13個(gè)孔需要加工，鉆左、右及后面共計(jì)15個(gè)孔，由本組合機(jī)床完成，具體加工內(nèi)容及加工精度如下：</p><p>　　1)鉆機(jī)體左面：鉆3&#

23、215;Φ6；鉆1×Φ4；鉆1×Φ8，表面粗糙度12.5，各孔位置度公差為Φ0.02mm。</p><p>　　2)鉆機(jī)體右面：鉆4×Φ4；鉆1×Φ3，表面粗糙度12.5，各孔位置度公差為Φ0.02mm。</p><p>　　3)鉆機(jī)體后面：鉆1×Φ10；鉆4×Φ4，表面粗糙度12.5，各孔位置度公差為Φ0.02mm。</p

24、><p>　　2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇</p><p>　　機(jī)床的配置型式有立式和臥式兩種。立式機(jī)床的優(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。臥式機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，排屑通暢，振動(dòng)小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)床重心較低，，其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。機(jī)床的配置型式在很大程度上取決于被加工零件的大小、形狀及加工部位等因素[4]。根據(jù)被加工工件和兩種組合機(jī)

25、床的特點(diǎn)比較可知：ZS175型柴油機(jī)汽缸體的結(jié)構(gòu)為臥式長(zhǎng)方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。通過以上的比較，考慮到臥式振動(dòng)小，裝夾方便等因素，選用臥式組合機(jī)床。</p><p>　　2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　組合機(jī)床是針對(duì)某一個(gè)零件或一個(gè)零件的某道工序而設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是保證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

26、。定位方案一般有兩種，“一面兩銷”和“三平面”定位方法。本機(jī)床加工時(shí)采用的定位方式是“三平面”定位?！叭矫妗倍ㄎ豢梢院?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；而且有同時(shí)加工零件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序[5]。</p><p>　　2.1.4 滑臺(tái)型式的選擇</p><p>　　與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)的進(jìn)給量可以無級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)；工

27、藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)；過載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；工作可靠。為了提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，所以本課題選用了液壓滑臺(tái)。</p><p>　　2.2 切削用量的確定及刀具選擇</p><p>　　2.2.1 切削用量選擇</p><p>　　對(duì)于15個(gè)被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻(xiàn)[1]表6-11中選取。由于鉆孔的切削用量與鉆孔深度有關(guān)，隨孔

28、深的增加而逐漸遞減，其遞減值按文獻(xiàn)[1]表6-12選取。選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定得耐用度[6]。</p><p>　　A.對(duì)左面5個(gè)孔的切削用量選擇： </p><p>　　a)鉆孔1，2，3軸：Φ6孔，h=10mm，加工材料為鑄鐵，由d=1-6,硬度為190-240HBS，選擇v=10～18m/min,f>0.05～0.1mm/r,取v=10.48

29、m/min,f=0.1mm/r, 則由文獻(xiàn)[1]P43的公式：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　得： n=1000×10.48/(6π)525r/min</p><p>　　b)鉆孔4軸：Φ8孔，h=12mm，加工材料為鑄鐵，由d>6-12,硬度為190-240H

30、BS，選擇v=10～18m/min,f>0.1～0.18mm/r,取v=12.56m/min,f=0.1mm/r, </p><p>　　得： n=1000×12.56/(8π)525r/min</p><p>　　c)鉆孔5軸：Φ4孔，h=8mm，加工材料為鑄鐵，由d=1-6,硬度為190-240HBS，選擇v=10～18m/min,f>

31、;0.05～0.1mm/r,取v=10.26m/min,f=0.58mm/r, </p><p>　　得： n=1000×10.26/(4π)900r/min</p><p>　　B.對(duì)右側(cè)面上5個(gè)孔的切削用量的選擇：</p><p>　　a)鉆孔6，7，8，9軸：Φ4孔，h=8mm，加工材料為鑄鐵，由d=1-6,硬度為190

32、-240HBS，選擇v=10～18m/min,f>0.05～0.1mm/r,取v=14.821m/min,f=0.08mm/r, </p><p>　　得： n=1000×14.821/(4π)1180r/min</p><p>　　b)鉆孔10軸：Φ3孔，h=8m，加工材料為鑄鐵，由d=1-6,硬度為190-240HBS，選擇v=10～18m

33、/min,f>0.05～0.1mm/r,取v=10.136m/min,f=0.088mm/r, </p><p>　　得： n=1000×10.136/(3π)1076r/min</p><p>　　C.對(duì)后面上5個(gè)孔的切削用量的選擇</p><p>　　a)鉆孔11，12，13軸：Φ4通孔，h=8mm，加工材料為鑄鐵，

34、由d=1-6,硬度為190-240HBS，選擇v=10～18m/min,f>0.05～0.1mm/r,取v=11.304m/min,f=0.08mm/r, </p><p>　　得： n=1000×11.304/(4π)900r/min </p><p>　　b)鉆孔14，15軸：Φ10通孔

35、，h=12mm，加工材料為鑄鐵，由d>6-12,硬度為190-240HBS，選擇v=10～18m/min,f>0.1～0.18mm/r,取v=16.956m/min,f=0.14mm/r, </p><p>　　得： n=1000×16.956/(10π)540r/min</p><p>　　2.2.

36、2 切削力、切削扭矩及切削功率的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[1]表6-20中公式計(jì)算鉆孔</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　（2-3） </b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p&

37、gt;　　其中中：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-加工直徑（mm）； HB-布氏硬度， 得HB=225。</p><p>　　則根據(jù)上述公式可得：</p><p>　　1.左面： 鉆孔1,2,3軸 Φ6：</p><p><b>　　鉆孔4軸 Φ8：<

38、/b></p><p><b>　　鉆孔5軸 Φ4：</b></p><p>　　2.右面： 鉆孔6，7，8，9軸 Φ4：</p><p><b>　　鉆孔10軸 Φ3：</b></p><p>　　3.后面： 鉆孔11,12，13軸 Φ4：</p><p>　　鉆孔1

39、4,15軸 Φ10：</p><p>　　2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡</p><p>　　2.3.1 被加工零件工序圖</p><p>　　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

40、。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要依據(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的基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括：</p><p>　　1)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

41、具、刀具之間是否相互干涉。</p><p>　　2)本工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)[7]。</p><p>　　3)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>　　4)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>

42、;<p>　　圖2-1所示為被加工零件工序圖。</p><p>　　圖2-1 被加工零件工序圖</p><p>　　2.3.2 加工示意圖</p><p>　　加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(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。</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，

43、切削用量，工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對(duì)位置及其聯(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（直徑和長(zhǎng)度）；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)向套之間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式和配合尺寸等。</p><p><b>　　A.刀具的選擇</b></p><p>　　選擇刀具應(yīng)考慮工件

44、材質(zhì)、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。</p><p><b>　　B.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇</b></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置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。</p><p>　　C

45、.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。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頁公式</p><p><b>　?。?-5）</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

46、，取B=6.2。</p><p><b>　　由公式可得：</b></p><p>　　左面 軸1-3 d=mm 取定d=15㎜</p><p>　　軸4 d=mm 取定d=15㎜</p><p>　　軸5 d=mm 取定d=15㎜<

47、;/p><p>　　右面 軸6-9 d==9.3mm 取定d=15㎜</p><p>　　軸10 d==8.3mm 取定d=15㎜</p><p>　　后面 軸11-13 d==9.25mm 取定d=15㎜</p><p>　　軸14 d==1

48、5.83mm 取定d=20㎜</p><p>　　軸15 d==15.83mm 取定d=20㎜</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)。滾珠長(zhǎng)主軸軸徑d=20㎜時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/d1=32/20,L=115㎜；接桿莫氏圓錐號(hào)為2。滾珠長(zhǎng)主軸軸徑d=15㎜時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/d1

49、=25/16,L=1815㎜；接桿莫氏圓錐號(hào)為1。</p><p><b>　　D.標(biāo)注聯(lián)系尺寸</b></p><p>　　主軸端部須標(biāo)注外徑和孔徑（D/d）、外伸長(zhǎng)度L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸須標(biāo)注直徑和長(zhǎng)度、配合；工件至夾具之間的尺寸須標(biāo)注工件離導(dǎo)套斷面的距離；還須標(biāo)注托架與夾具之間的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。</p><p>　　

50、E.動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定</p><p>　　a)工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定</p><p>　　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）與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和，即。切入長(zhǎng)度一般為5～10㎜，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。切出長(zhǎng)度鉆孔為。</p><p>　　左主軸箱：工進(jìn)長(zhǎng)度： </p><p>　　右主軸箱：工進(jìn)長(zhǎng)

51、度： </p><p>　　后主軸箱：工進(jìn)長(zhǎng)度： </p><p>　　b)快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定</p><p>　　快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長(zhǎng)度按具體情況確定。初步選定三個(gè)主軸箱上刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度分別為210mm,215mm,210mm。</p><p>　　c)快速退回長(zhǎng)度的確定</p><p&g

52、t;　　快速退回長(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)度可知，三面快速退回長(zhǎng)度分別為240mm,240mm,240mm。</p><p>　　d)動(dòng)力部件總行程的確定</p><p>　　動(dòng)力部件總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中拿

53、出時(shí)，動(dòng)力部件需要后退的距離。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。三面的前備量取40mm，后備量取80mm，則總行程為360mm。圖2-2為被加工零件的加工示意圖。</p><p>　　圖2-2 加工示意圖</p><p>　　2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖</p><p>　　機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用

54、部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。</p><p>　　繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容</p><p><b>　　A.選擇動(dòng)力部件</b></p><p>　　動(dòng)力箱規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來選用。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]P47公式</p>

55、<p><b>　　（2-6）</b></p><p>　　式中, —消耗于各主軸的切削功率的總和（kW）；</p><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。</p><p>　　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

56、、傳動(dòng)復(fù)雜，故取。</p><p>　　左主軸箱： </p><p><b>　　則</b></p><p>　　右主軸箱： </p><p><b>　　則</b></p><p>　　后主軸箱： </p><p>&l

57、t;b>　　則</b></p><p>　　本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。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]的62頁公式</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　計(jì)算。式中，F(xiàn)i—各主軸所需的軸向切削力，單位為N。</p><p><b>　　

58、則:</b></p><p>　　左主軸箱 </p><p>　　右主軸箱 </p><p>　　后主軸箱 </p><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F。又考慮到所需的最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由文獻(xiàn)[1]表5-1

59、，左、右、后面都選用液壓滑臺(tái)1HY32IA型，臺(tái)面寬320mm，臺(tái)面長(zhǎng)630mm，滑臺(tái)及滑座總高為280mm，允許最大進(jìn)給力為12500N；其相應(yīng)的側(cè)底座型號(hào)為1CC321。</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]表5-38得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào),見表2-1。</p><p>　　表 2-1 動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào) </p>

60、<p>　　側(cè)底座1CC321型號(hào)，其高度H=560mm，寬度B=520mm，長(zhǎng)度L=1180mm。</p><p>　　B.確定機(jī)床裝料高度H</p><p>　　裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。在確定之前，首先要考慮工人操作的方便性，還要考慮車間運(yùn)送共建的滾到高度，工件最低孔的位置，主軸箱最低主軸高度和通用不見的高度尺寸的限制。本課題中，工件最低孔位置h

61、2=128㎜，主軸箱最低主軸高度h1=127.5㎜，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=300㎜，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=880㎜。</p><p>　　C.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底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位

62、、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[8]。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660mm，寬度為560mm，高度為925mm。</p><p>　　D.確定中間底座尺寸</p><p>　　確定中間底高度尺寸時(shí)，應(yīng)考慮鐵屑的儲(chǔ)存及排除電

63、氣接線安排，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560mm。</p><p>　　E.確定主軸箱輪廓尺寸</p><p>　　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h1。可按文獻(xiàn)[1]P49公式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-8）</b></p&

64、gt;<p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：b—工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（㎜）；</p><p>　　b1—最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（㎜）；</p><p>　　h—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（㎜）；</p><p>　　h1—最低主軸高度（㎜）。</p&

65、gt;<p>　　其中，h1還與工件最低孔位置（h2=128㎜）、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><b>　?。?-10）</b></p><

66、p>　　計(jì)算，得： 。</p><p>　　b=145mm,h=143mm,取，則求出主軸箱輪廓尺寸：</p><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=400mm×400mm，后主軸箱輪廓尺寸預(yù)定為B×H=400mm×400mm 。</p><p>　　2.3.

67、4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>　　2.3.4.1 理想生產(chǎn)率</p><p>　　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)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),一般情況下,單班制tk取2350h,兩班制tk取4600h,由文獻(xiàn)[1]的51頁公式</p><p><b>　　（2-11）</b></

68、p><p>　　得： </p><p>　　2.3.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率</p><p>　　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)的零件數(shù) （2-12）</p><p>　　式中:——生產(chǎn)

69、一個(gè)零件所需時(shí)間(min)，可按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-13）</b></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

70、留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(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

71、;</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>　　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,則必須重新選擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　已知: 鉆左面孔

72、 </p><p><b>　　鉆右面孔 ;</b></p><p><b>　　鉆后面孔 </b></p><p>　　左面孔 </p><p>　　右面孔 </p><p>　　后面孔 </p>

73、;<p>　　對(duì)多面和多工位加工機(jī)床，在計(jì)算時(shí)應(yīng)以所有工件單件加工最長(zhǎng)的時(shí)間作為單件工時(shí)，所以選擇，</p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)率: </p><p>　　2.3.4.3 機(jī)床負(fù)荷率</p><p>　　當(dāng)>時(shí)候，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。</p><p>　　組合機(jī)床負(fù)荷率一般為0.75～0.90

74、,自動(dòng)線負(fù)荷率為0.6～0.7。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。</p><p>　　由文獻(xiàn)[1]的52頁公式得機(jī)床負(fù)荷率: </p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之

75、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。</p><p>　　3.1 主軸箱原始依據(jù)圖的繪制</p><p>　　主軸箱原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。</p><

76、;p>　　在編制此圖時(shí)從“三圖一卡”中已知：</p><p>　　A．主軸箱輪廓尺寸400×400mm；</p><p>　　B．工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸；</p><p>　　C．工件與主軸箱相對(duì)位置尺寸；</p><p>　　圖3-1所示為ZS175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床右主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖,表3-1所示為各主軸外

77、伸尺寸及各孔的切削用量。</p><p>　　圖3-1 原始依據(jù)圖</p><p>　　注：1.被加工零件編號(hào)及名稱：ZS175柴油機(jī)</p><p>　　材料及硬度：HT250 190-240HBS。</p><p>　　2.動(dòng)力部件1TD16 IA，Y90S-4，P主=1.1Kw,n=920r/min。</p><

78、p>　　表3-1 主軸外伸尺寸及孔的切削用量</p><p>　　3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算</p><p>　　A.主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇</p><p>　　主軸結(jié)構(gòu)的選擇包括軸承型式的選擇和軸頭結(jié)構(gòu)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。鉆孔時(shí)主軸大都采用的是滾珠主軸[9]。</p><p>

79、;　　B.主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定</p><p>　　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，再通過類比確定，據(jù)文獻(xiàn)[1]P62頁公式估算：</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　式中，P—齒輪所傳遞的功率，單位為kW；</p><p>　　z—一對(duì)嚙合齒輪中的小齒

80、輪齒數(shù)；</p><p>　　n—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。確定本次設(shè)計(jì)的模數(shù)均為2。</p><p>　　3.3 主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其

81、轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向[9]。</p><p>　　多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求：</p><p>　　a)在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用齒輪變位或略微改動(dòng)傳動(dòng)比的方法解決。</p>&

82、lt;p>　　b)盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，否則會(huì)增加主軸負(fù)荷，影響加工精度。</p><p>　　c)為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于(最佳傳動(dòng)比)，后蓋內(nèi)傳動(dòng)比允許取至；避免用升速傳動(dòng)。</p><p>　　d)用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第Ⅰ排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)在第Ⅲ排，以減少主軸端的彎曲變形。</p>&l

83、t;p>　　e)多軸箱內(nèi)具有粗加工主軸時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)開始，就分兩條傳動(dòng)路線，以免影響加工精度。</p><p>　　f)剛性鉆孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑應(yīng)盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p>　　g)驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。</p><p>　　3.3.1 主軸箱傳動(dòng)路線的擬

84、訂</p><p>　　根據(jù)被加工孔在工序圖上的分布位置，初步確定傳動(dòng)關(guān)系：</p><p>　　具體傳動(dòng)路線見圖3-2。</p><p>　　圖3-2 主軸箱傳動(dòng)樹形圖</p><p>　　3.3.2 根據(jù)原始依據(jù)圖對(duì)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)原始依據(jù)圖3-1，計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)尺寸，如下表3-2所

85、示： </p><p>　　表3-2 驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)值</p><p>　　3.3.3 傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　傳動(dòng)方案擬訂之后，通過“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[10]。</p><p>　　1.由各主軸和驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速求驅(qū)動(dòng)軸到各主軸之間的傳動(dòng)比。各主軸轉(zhuǎn)速見表3-3所

86、示。 </p><p>　　表3-3 主軸箱主軸轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　主軸箱總傳動(dòng)比 ： </p><p><b>　　2.各軸傳動(dòng)比分配</b></p><p>　　主軸箱中軸的分布有同心圓分布及任意分布，同時(shí)為滿足主軸上齒輪不過大的要求，最后一級(jí)齒輪取升速。</

87、p><p>　　a)右軸箱各軸傳動(dòng)比分配：</p><p>　　軸1 </p><p>　　軸2 </p><p>　　軸3 </p><p>　　軸4

88、 </p><p>　　軸5 </p><p>　　b)確定主軸箱內(nèi)中間傳動(dòng)軸的位置：</p><p>　　確定中間傳動(dòng)軸6的位置，與傳動(dòng)軸6相配對(duì)的有主軸1、2、3、4，5，與之相配對(duì)的齒輪有Z6/Z1,Z6/Z2,Z6/Z3,Z5/Z4,Z6/Z5,五對(duì)齒輪。 </p><p

89、>　　通過公式（2-2）及傳動(dòng)比 i6-1=1.71、 i6-2=1.71 、i6-3=1.71、i6-4=1.71、i6-5=1.56,取m=2.0，可得到齒輪齒數(shù)Z5=44,Z5=53 ,Z1=Z2=Z3=Z4=Z4=31。</p><p><b>　　右主軸箱：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。</p>&l

90、t;p>　　由于該主軸箱上有較多的刀具，為了便于更換和調(diào)整刀具，以及裝配和維修時(shí)檢查主軸精度，所以在主軸箱上設(shè)置一個(gè)以便于手動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸，為了扳動(dòng)起來輕便，手動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能高些，且其所處位置要靠近機(jī)床操作者的一側(cè)，并留有扳手作用位置活動(dòng)空間，所以本主軸箱的手柄設(shè)置在緊靠驅(qū)動(dòng)軸O的位置，即6軸為手柄軸。</p><p>　　3.采用B-ZIR12-2型葉片液壓泵，由軸6經(jīng)一對(duì)齒輪傳動(dòng)</p>

91、<p>　　葉片液壓泵轉(zhuǎn)速在400～800r/min范圍內(nèi)，滿足要求。</p><p>　　3.3.4 傳動(dòng)軸直徑的確定</p><p>　　確定傳動(dòng)軸軸徑時(shí)，首先要算出它所傳遞的扭矩，再根據(jù)此扭矩查“軸能承受的扭矩”表，確定軸的直徑[11]。</p><p><b>　　傳動(dòng)軸的扭矩計(jì)算：</b></p><p&

92、gt;<b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中 ——作用在軸上的總扭矩（N·mm）</p><p>　　——第n個(gè)軸上的扭矩（N·mm）</p><p>　　——第n對(duì)軸上齒輪的傳動(dòng)比</p><p>　　代入前面計(jì)算所得轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)比，</p><p>

93、;<b>　　得： </b></p><p>　　查“軸能承受的扭矩”表，確定軸的直徑d=25mm。</p><p>　　3.4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算、坐標(biāo)檢查圖的繪制</p><p>　　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)。其目的是為主軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪

94、排列、結(jié)構(gòu)布置是否正確合理。</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>　　在本主軸箱1根傳動(dòng)軸與1根油泵軸，傳動(dòng)軸、油泵軸之間可按與一軸定距的坐標(biāo)計(jì)算方法計(jì)算，在計(jì)算傳動(dòng)軸6的坐標(biāo)時(shí)采用與三軸

95、等距的方法求得。計(jì)算公式見文獻(xiàn)[1]P172</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　(3-6)</b></p>

96、<p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　圖3-3 與三軸等距傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算圖</p><p>　　理論中心距 </p><p>　　實(shí)際中心距 </p><p>　　中心距在允差范圍內(nèi)，所以此處要使用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。</p><p>　　理論中心距

97、 </p><p>　　實(shí)際中心距 </p><p>　　中心距在允差范圍內(nèi)，所以此處要使用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。</p><p>　　理論中心距 </p><p>　　實(shí)際中心距 </p><p>　　中心距在允差范圍內(nèi)，所以此處要使用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。</p><p>　　表3-4

98、主軸箱傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果</p><p>　　在坐標(biāo)計(jì)算完成后，繪制坐標(biāo)及傳動(dòng)關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的正確性。坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容有：通過齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確；檢查主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向；；檢查液壓泵、分油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適。</p><p>　　繪制出的坐標(biāo)檢查圖，如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4右主軸箱坐標(biāo)檢查圖</p&g

99、t;<p>　　3.5 軸、齒輪、軸承、鍵的校核</p><p>　　因?yàn)閭鲃?dòng)軸6受力最大，最容易受到破壞，所以對(duì)傳動(dòng)軸6及其上面的齒輪和鍵為例，進(jìn)行軸、齒輪、軸承和鍵的校核：</p><p>　?。?）軸的校核：設(shè)計(jì)中所用的所有較重要的軸都要經(jīng)過強(qiáng)度校核和剛度校核。</p><p>　?。?）齒輪校核：設(shè)計(jì)中所用的所有齒輪都要經(jīng)過強(qiáng)度校核。</

100、p><p>　?。?）軸承校核：設(shè)計(jì)中所用的所有重要軸承都要經(jīng)過壽命校核。在滿足尺寸和強(qiáng)度要求的情況下，盡可能地選用國產(chǎn)軸承。</p><p>　?。?）鍵的校核：設(shè)計(jì)中所用的所有較重要的鍵及花鍵都要經(jīng)過強(qiáng)度校核。</p><p>　　3.5.1 軸的校核</p><p>　　驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑，按P66[1]公式：</p><

101、p>　　式中 —作用在第n個(gè)主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為；</p><p>　　—傳動(dòng)軸至第n個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比。</p><p>　　代入前面計(jì)算所得轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)比，</p><p><b>　　得： </b></p><p>　　根據(jù)材料40調(diào)質(zhì)，由表11.2可知許用剪切應(yīng)力，抗扭截面模數(shù)，由表3-4[1]可知

102、,故可驗(yàn)證傳動(dòng)軸6滿足要求。</p><p>　　受軸向力 </p><p>　　得 </p><p>　　根據(jù)材料為40調(diào)質(zhì),由表11.2查得。</p><p>　　3.5.2 齒輪的校核</p><p>　　已選定齒輪采用45鋼，鍛造毛坯，軟齒面，齒輪T調(diào)質(zhì)HBS190

103、～240，齒輪精度8級(jí)，輪齒表面粗糙度為1.6。</p><p>　　以傳動(dòng)軸6及驅(qū)動(dòng)軸0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。</p><p><b>　　A．設(shè)計(jì)準(zhǔn)則</b></p><p>　　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。</p><p>　　B．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度

104、設(shè)計(jì)</p><p>　　由文獻(xiàn)[11]第118頁中公式6.11得 </p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　其中， ，， </p><p>　　由文獻(xiàn)[11]第110頁圖6.8選擇材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為：</p><p>　　由文獻(xiàn)[11]第111

105、頁圖6.9選擇材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為：</p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由文獻(xiàn)[11]第108頁公式（6-3）計(jì)算可得</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　由文獻(xiàn)[11]第108頁圖6.6，查得接觸疲勞壽命系數(shù),</p><p>　　由文獻(xiàn)[11]第109頁圖6.7，查得彎曲疲勞壽命

106、系數(shù)</p><p>　　對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，因點(diǎn)蝕破壞后雖然噪聲、震動(dòng)增大，但并不會(huì)立即造成危險(xiǎn)，故取。對(duì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，因輪齒折斷將立即引起嚴(yán)重事故，故取。再這里取。又，試選。</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]的107頁中式6.1、6.2求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力：</p><p><b>　　取</b></p>&

107、lt;p>　　把相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式（3-8）得：</p><p>　　則 </p><p>　　由文獻(xiàn)[12]第112頁表6.2查得；根據(jù)、8級(jí)精度查文獻(xiàn)[12]第114頁圖6.10得；由文獻(xiàn)[12]第115頁圖6.13查得；取，則</p><p>　　修正 </p&g

108、t;<p>　　由文獻(xiàn)[12]第112頁表7-6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。同樣計(jì)算可得其它軸的齒輪摸數(shù)符合要求。</p><p>　　C. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]第120頁表6.4查得，</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]第120頁式（6.12）校核兩齒輪的彎曲強(qiáng)度</p><

109、p>　　所以齒輪完全達(dá)到要求。其他軸及軸上的齒輪均按以上方法校核，結(jié)果也均符合強(qiáng)度要求。</p><p>　　3.5.3 軸承的壽命校核</p><p>　　a)確定30205軸承的主要性能參數(shù)</p><p>　　查文獻(xiàn)[12]表18-4得: e=0.37 Y=1.6</p><p>　　b)計(jì)算并確定e值。</p>

110、<p>　　根據(jù)查參考文獻(xiàn)[9]查表8.10，得</p><p>　　d)確定系數(shù) </p><p>　　查參考文獻(xiàn)[9]表8-10</p><p>　　e)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 </p><p><b>　　f)計(jì)算軸承壽命 </b></p><p>　　查參考文獻(xiàn)[9]表8.

111、7 、8.8 得 又知</p><p><b>　　所以該軸承合適。</b></p><p>　　3.5.4 鍵的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　校核主軸上的鍵，該鍵的主要失效形式為工作面的壓潰，按工作面上的擠壓力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算：</p><p><b>　　(3-9)</b></p>

112、<p>　　式中: T——傳遞的轉(zhuǎn)距，單位；</p><p>　　K——鍵與輪轂的接觸高度，k=h/2,h為鍵的高度，單位為mm；</p><p>　　d——軸的直徑，單位為 mm；</p><p>　　l——鍵的工作長(zhǎng)度，單位為mm。A型鍵l=L-b。</p><p>　　查文獻(xiàn)[12]表12.1中選取</p>

113、<p>　　所以鍵的強(qiáng)度符合要求。</p><p>　　3.6 主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計(jì)</p><p>　　多軸箱設(shè)計(jì)中，大多數(shù)零零件工作圖應(yīng)參照同類通用零件圖，結(jié)合專用要求設(shè)計(jì)繪圖。對(duì)于齒輪，專用軸等零件，應(yīng)設(shè)計(jì)零件圖，對(duì)于多軸箱體類通用件，多軸箱體，前蓋，后蓋等通用零件，應(yīng)根據(jù)多軸箱總圖要求，繪制出需要補(bǔ)充加工的部位，通常習(xí)慣用粗實(shí)線畫出補(bǔ)充加工部位的結(jié)構(gòu)，其尺寸，形位公差

114、，表面粗糙度等需按機(jī)械制圖國際規(guī)定格式標(biāo)記；通用鑄件的原有部分的輪廓等一律用細(xì)實(shí)線表示。</p><p>　　箱體的補(bǔ)充加工圖坐標(biāo)是由軸的坐標(biāo)決定的，由于箱體的補(bǔ)充加工是由軸的位置確定而進(jìn)行加工的，其直徑是由軸上所安裝軸承和軸承套的的外徑所決定的。</p><p><b>　　3.7 附件的選擇</b></p><p>　　A.潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)潤(rùn)

115、滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于我們?cè)O(shè)計(jì)的是鉆床主軸箱，主軸、傳動(dòng)軸、軸承和齒輪的潤(rùn)滑用30號(hào)機(jī)械油；由裝在主軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油泵供油，經(jīng)分油器和油管分別將油送入主要嚙合區(qū)潤(rùn)滑，并且用油盤淋油的方法全面潤(rùn)滑各齒輪及軸承。在主軸箱的箱體上安裝油標(biāo)，發(fā)現(xiàn)油量低于最低線時(shí)，加油。每?jī)蓚€(gè)月更換一次油。</p><p><b>　　a)油盤，分油器</b></p>

116、<p>　　油盤是用來潤(rùn)滑不在油管噴游范圍內(nèi)的齒輪和軸承，由于多軸箱為400×400，我們就選用長(zhǎng)度為200mm的油盤。</p><p>　　據(jù)文獻(xiàn)[1]P189選用圓形分油器，型號(hào)為ZIR31-2。</p><p>　　b)油管、管接頭、管夾的選擇</p><p>　　尼龍管可用于中、低壓液壓系統(tǒng)中，因此我們選擇尼龍管。在輸油進(jìn)入分油器過程

117、中，由于流量較大，選油管直徑為12mm，從分油器輸出時(shí)，流量小些，選油管直徑為6mm。在選擇管夾頭時(shí)，我們選用擴(kuò)口紫銅管管接頭，其規(guī)格分別為6×0.75,12×1兩種。由于管的規(guī)格有6和12兩種，因而管夾也選6和12兩種。</p><p><b>　　c)放油口</b></p><p>　　為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污，因而在箱座底部油池最低處設(shè)有

118、排油孔，平時(shí)排油孔用螺塞及封油墊封住。排油孔螺塞材料一般采用Q235，封油墊材料可用防油橡膠、工業(yè)用革或石棉橡膠紙，我們選用M22×1.5的塞子。同時(shí)要注意放油孔設(shè)在便于排油的一側(cè)。</p><p><b>　　d)油標(biāo)</b></p><p>　　油標(biāo)用來指示箱內(nèi)油面高度，其種類很多，我們選用壓配式圓形油標(biāo)（GB1160.1-89），視孔d=32mm。&l