基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及后主軸箱設(shè)計(jì)機(jī)械注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

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1、 目錄1 前言.12 總體設(shè)計(jì).32.1 總體方案論證.32.1.1 加工對(duì)象工藝性的分析.32.1.2 機(jī)床配置型式的選擇.32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇.32.2 確定切削用量及選擇刀具.32.2.1 選擇切削用量.42.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率.62.2.3 選擇刀具結(jié)構(gòu).72.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)“三圖一卡”.72.3.1 被加工零件工序圖.72.3.2 加工示意圖.82.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖.92.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡.122.4 夾具輪廓尺寸的確定.173 組合機(jī)床后主軸箱設(shè)計(jì).183.1 繪制后主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖.183.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算.19

2、3.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇.193.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定.193.2.3 主軸箱動(dòng)力計(jì)算.203.3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.203.3.1 計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)尺寸.203.3.2 擬訂主軸箱傳動(dòng)路線.203.3.3 傳動(dòng)軸的位置和轉(zhuǎn)速及齒輪齒數(shù).213.4 主軸箱中傳動(dòng)軸坐標(biāo)的計(jì)算及傳動(dòng)軸直徑的確定.263.4.1 傳動(dòng)軸坐標(biāo)的計(jì)算.263.4.2 傳動(dòng)軸軸徑的確定.273.5 軸的強(qiáng)度校核.273.6 齒輪校核計(jì)算.303.7 主軸箱中傳動(dòng)軸坐標(biāo)檢查圖的繪制.324 三維建模.334.1 建模軟件簡(jiǎn)介.334.2 建模過(guò)程.345 結(jié)論.37參 考 文 獻(xiàn).38

3、致 謝.39附 錄.401 前言 本次設(shè)計(jì)的課題是基于三維的柴油機(jī)汽缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及后主箱設(shè)計(jì)，水箱面鉆 11 個(gè)孔，其中有五個(gè) 6.7 孔，深 18；四個(gè) 8.5 孔，深22；一個(gè) 6.7 的孔，通孔；一個(gè) 10.5 孔，通孔；油底殼面鉆 21 個(gè)孔其中有十六個(gè) 6.7 孔，深 17；一個(gè) 6.8 孔，深 66；四個(gè) 13 孔，通孔。后蓋板面（缸尾）鉆 11 個(gè)孔，其中有二個(gè) 8.5 孔，深 20；一個(gè) 7 孔，深 115；八個(gè) 6.7 孔，深 18。該課題來(lái)源于鹽城市江動(dòng)集團(tuán)。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)原有的機(jī)體左、右、后三個(gè)面上 43 個(gè)孔多工序加工、生產(chǎn)率低、位置精度誤差大的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的

4、，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本人的設(shè)計(jì)分工是總體設(shè)計(jì)和后主軸箱的設(shè)計(jì)，左主軸箱、右主軸箱和夾具部分的設(shè)計(jì)由同組其他同學(xué)擔(dān)任。在設(shè)計(jì)組合機(jī)床過(guò)程中，組合機(jī)床后主軸箱的設(shè)計(jì)是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)工作的重要部分之一。雖然主軸箱零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，使設(shè)計(jì)工作量有所減少，設(shè)計(jì)周期大為縮短，但在主軸箱設(shè)計(jì)過(guò)程中，在保證加工精度的前提下，如何綜合考慮生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和勞動(dòng)條件等因素，還有一定的難度。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，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率專用機(jī)床。目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車平面；孔加工包

5、括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔滾壓孔等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢測(cè)、清洗和零件分類及打印等非切削工作。 組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工及縫紉機(jī)、自行車等輕工行業(yè)大批大量生產(chǎn)中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；一些中小批量生產(chǎn)是企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機(jī)床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機(jī)座及儀表殼等零件；也可用來(lái)完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)具體的課題

6、是基于三維柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及后主軸箱設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)前認(rèn)真研究被加工零件的圖樣，被加工零件是柴油機(jī)氣缸體，屬于箱體類零件。根據(jù)柴油機(jī)氣缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求，確定該機(jī)床為單工位臥式組合機(jī)床，機(jī)床采用臥式單工位三面加工的方案，加工和裝配的工藝性好，零件裝夾方便；為確保其加工精度，采用“三面”的定位方案；為實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，安全可靠，選擇液壓滑臺(tái)；根據(jù)零件的大小及被加工孔的位置確定主軸箱的輪廓尺寸；由加工工藝選擇滾珠軸承主軸，通過(guò)計(jì)算扭矩確定主軸和傳動(dòng)軸的直徑；齒輪的模數(shù)是通過(guò)類比法確定； 齒輪齒數(shù)和中間傳動(dòng)軸的位置是由“計(jì)算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的

7、辦法確定。本課題需要解決的主要問(wèn)題有：a.合理選擇機(jī)床的配置形式及結(jié)構(gòu)方案，主要部件的結(jié)構(gòu)選擇等。b.合理選擇主軸箱的規(guī)格、型號(hào)，切削用量的選擇，切削功率的計(jì)算。c.確定各軸的結(jié)構(gòu)、排布、配合關(guān)系，軸的強(qiáng)度、剛度校核等，尤其是傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。本組合機(jī)床效率高，成本低，加工精度高，操作使用方便，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。2 總體設(shè)計(jì)2.1 總體方案論證2.1.12.1.1 加工對(duì)象工藝性的分析加工對(duì)象工藝性的分析A. 本機(jī)床被加工零件特點(diǎn)該加工零件為氣缸體。材料是 HT250,硬度：190240HBS，在本工序之前各主要表面、銷孔已加工完畢。B. 本機(jī)床被加工零件的加工工序

8、及加工精度本道工序：鉆左面、右面的孔，由本設(shè)備“ZH1105w 三工位專用鉆床”來(lái)完成，因此，本設(shè)備的主要功能是完成氣缸體左、右、后三個(gè)面上一共 43 個(gè)孔的加工。具體加工內(nèi)容及加工精度是：a) 水箱面鉆 11 個(gè)孔：依次鉆削 48.5 深 22、110.5 深15、16.7 深 15、56.7 深 18 的孔，表面粗糙度 12.5，各孔位置度公差為 0.02mm；b) 油底殼面鉆 21 個(gè)孔：兩側(cè)鉆 413 深 16 的孔，表面粗糙度 12.5，各孔位置度公差為 0.03mm；并鉆削頂面 166.7 深 17 和鉆 16.8 深 66的孔，表面粗糙度 12.5，各孔位置度公差為 0.03mm

9、。c) 后蓋板面(缸尾)鉆 11 個(gè)孔,一側(cè)鉆 28.5 深 20 的孔,表面粗糙度為12.5,各孔位置度公差為 0.02mm,并鉆削 17 深 115 及 86.7 深 18 的孔,表面粗糙度為 12.5,各孔位置度公差為 0.03mm。C. 本次設(shè)計(jì)技術(shù)要求:a)機(jī)床應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度。b) 機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；c) 機(jī)床盡可能用通用件（中間底座可自行設(shè)計(jì)）以便降低制造成本；d) 機(jī)床各動(dòng)力部件用電氣控制，液壓驅(qū)動(dòng)。2.1.22.1.2 機(jī)床配置型式的選擇機(jī)床配置型式的選擇機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底

10、座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無(wú)漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。2.1.32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序。一般常采用一面兩孔定位和三面定位。本機(jī)床加工時(shí)采用的定位方式是三面定位，以油底殼面為定位基準(zhǔn)面，限制三個(gè)自由度；水箱面限制三個(gè)自由度；再用一個(gè)

11、后蓋板面限制三個(gè)自由度。2.22.2 確定切削用量及選擇刀具確定切削用量及選擇刀具2.2.12.2.1 選擇切削用量選擇切削用量對(duì)于 43 個(gè)被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從1第 130 頁(yè)表 6-11 中選取。由于鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)，隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值按1第 131 頁(yè)表 6-12 選取。降低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折斷。鉆孔深度較大時(shí)，由于冷卻排屑條件都較差，刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時(shí)鉆頭的壽命與加工其他淺孔時(shí)鉆頭的壽命比較接近。同一多軸箱上各刀具每分鐘進(jìn)給量必須相等并等于滑臺(tái)的工進(jìn)速度,所fv以

12、要求同一多軸箱上各刀具均有較合理的切削用量是困難的。因此,一般先按各刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,在根據(jù)其中工作時(shí)間最長(zhǎng),負(fù)荷最重,inif刃磨較困難的所謂”限制性”刀具來(lái)確定和調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速,通常采用試湊法來(lái)滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求。A.43 個(gè)孔的切削用量的選擇a) 鉆孔 48.5，深 22mm 查1第 130 頁(yè)表 6-11 高速鉆頭切削用量得由 d612，硬度在 200241HBS，選擇 v=1018m/min,f=(0.10.18)mm/r。取，根據(jù)公式：500 / minnr (2-1) 100dnv 得： 13.4/ minvm查1第 131 頁(yè)表 6-12 根據(jù)孔深

13、確定 13.4/ minvm0.1/fmm r500 / minnr ；50/ minfvnfmmb) 鉆孔 110.5，深 15mm 查1第 130 頁(yè)表 6-11 鉆孔切削用量得：由d612，硬度在 200241HBS，選擇 v=1018m/min, f=(0.10.18)mm/r。取，根據(jù)公式：500 / minnr 100dnv得： 16.5/ minvm查1第 131 頁(yè)表 6-12 根據(jù)孔深確定 16.5/ minvm0.1/fmm r500 / minnr ；50/ minfvnfmmc)鉆孔 16.7，深 15mm, 查1第 130 頁(yè)表 6-11 高速鉆頭切削用量得：由 d6

14、12，HBS 在 200241 HBS，選擇 v=1018m/min, f=(0.10.18)mm/r。取，根據(jù)公式：500 / minnr 100dnv得： 10.5/ minvm查1第 131 頁(yè)表 6-12 根據(jù)孔深確定 10.5/ minvm0.1/fmm r500 / minnr ；50/ minfvnfmmd)鉆孔 56.7，深 18mm, 查1第 130 頁(yè)表 6-11 高速鉆頭切削用量得：由 d612，HBS 在 200241 HBS，選擇 v=1018m/min, f=(0.10.18)mm/r。取，根據(jù)公式：500 / minnr 100dnv得： 10.5/ minvm查

15、1第 131 頁(yè)表 6-12 根據(jù)孔深確定 10.5/ minvm0.1/fmm r500 / minnr ；50/ minfvnfmme）鉆 16.8，深 66mm，查1第 130、131 頁(yè)表 6-11、6-12 高速鉆頭切削用量及深孔鉆削切削用量遞減表：由 d612，HBS 在 200241 HBS，選擇v=1018m/min, f=(0.10.18)mm/r。孔深為（810）d、f=(0.070.126)mm/r,取 f-0.091mm/r。則： 50550 / min0.091fvnrf ；11.7/ min1000dnvmf）鉆 166.7，深 17mm，查1由 d612，HBS

16、在 200241 HBS，選擇 v=1018m/min, f=(0.10.18)mm/r。取，根據(jù)公式：500 / minnr 100dnv得： 10.5/ minvm查1第 131 頁(yè)表 6-12 根據(jù)孔深確定 10.5/ minvm0.1/fmm r500 / minnr ；50/ minfvnfmmg）鉆孔 413，深 16mm, 第 130、131 頁(yè)表 6-11、6-12 高速鉆頭切削用量及深孔鉆削切削用量遞減表：由 d1222，HBS 在 200241 HBS，選擇v=1018m/min, f=(0.180.25)mm/r?？咨顬?3d、f=0.185mm/r。則： 50270 /

17、 min0.185fvnrf ；11/ min1000dnvmh）鉆孔 28.5，深 20mm, 查1第 130 頁(yè)表 6-11 高速鉆頭切削用量得 由 d612，硬度在 200241HBS，選擇 v=1018m/min,f=(0.10.18)mm/r。取，根據(jù)公式：500 / minnr 100dnv 得： 13.4/ minvm查1第 131 頁(yè)表 6-12 根據(jù)孔深確定 13.4/ minvm0.1/fmm r500 / minnr ；50/ minfvnfmmi) 17，深 115mm, 查1第 130、131 頁(yè)表 6-11、6-12 高速鉆頭切削用量及深孔鉆削切削用量遞減表：由 d

18、612，HBS 在 200241 HBS，選擇v=1018m/min, f=(0.10.18)mm/r?？咨顬椋?520）d、f=(0.050.09)mm/r,取 f-0.08mm/r。則： 50625 / min0.08fvnrf ；13.7/ min1000dnvmj) 鉆 86.7，深 18mm，查1由 d612，HBS 在 200241 HBS，選擇 v=1018m/min, f=(0.10.18)mm/r。取，根據(jù)公式：500 / minnr 100dnv得： 10.5/ minvm查1第 131 頁(yè)表 6-12 根據(jù)孔深確定 10.5/ minvm0.1/fmm r500 / mi

19、nnr ；50/ minfvnfmm2.2.22.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率根據(jù)1第 134 頁(yè)表 6-20 中公式 （2-0.80.626FDfHB2） （2-1.90.80.610TDfHB3） （2-9740TvPD4）式中， F切削力（N） ；T切削轉(zhuǎn)矩（N） ；P切削功率（kW） ；v切削速度（m/min） ；f進(jìn)給量（mm/r） ；D加工（或鉆頭）直徑（mm） ；HB布氏硬度，maxmaxmin13HBHBHBHB在本設(shè)計(jì)中，得 HB=223.33。max240HBmin190HB由以上公式可得：左面 單根 2226 軸 F=708.62N

20、 T=1509.775Nmm P=0.077kw 2730 軸 F=899N T=2372.84Nmm P=0.122kw 31 軸 F=708.62N T=1509.77Nmm P=0.077kw 32 軸 F=1110.53N T=3545.095Nmm P=0.182kw 右面 單根 14 軸 F=2249.17N T=8701.58Nmm P=0.24kw520 軸 F=708.62N T=1509.77Nmm P=0.077kw21 軸 F=666.94N T=1440Nmm P=0.08kw后面 單根 3334 軸 F=899N T=2372.84Nmm P=0.122kw 43

21、軸 F=619.33N T=1372.55Nmm P=0.088kw3542 軸 F=708.62N T=1509.775Nmm P=0.077kw 總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和左面 Pw=1.132kw右面 Pw=2.272Kw 后面 Pw=0.948kw2.2.32.2.3 選擇刀具結(jié)構(gòu)選擇刀具結(jié)構(gòu)根據(jù)工件材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求采用錐柄麻花鉆頭，鉆頭材料高速鋼，刀柄材料 40Cr。加工 6.7 的孔采用 6.7G7 的刀具，加工 7 的孔采用 7G7 的刀具，加工 6.8 的孔采用 6.8G7 的刀具，加工 13 的孔采用 13G7 的刀具，加工 1

22、0.5 的孔采用 10.5G7 的刀具，加工 8.5 的孔采用 8.5G7 的刀具。導(dǎo)向裝置設(shè)置在機(jī)床夾具上，鉆摸板不能隨夾具的鉆模架一起移動(dòng)，所以選用的導(dǎo)向裝置是固定式導(dǎo)向。2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)“三圖一卡”2.3.12.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。工序圖

23、見(jiàn)附錄12.3.22.3.2 加工示意圖加工示意圖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。零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。加工示意圖見(jiàn)附錄2A. 刀具的選擇刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)。加工 6.7 的孔采用6.7G7 的錐柄麻花鉆，加工 7 的孔采用 7G7 的錐柄麻花鉆，加工 6.8的孔采用 6.8G7 的錐柄麻花鉆，加工 13 的孔采用 13G7 的錐柄麻花鉆，加

24、工 10.5 的孔采用 10.5G7 的錐柄麻花鉆，加工 8.5 的孔采用 8.5G7的錐柄麻花鉆。B. 確定主軸、尺寸、外伸尺寸在該課題中，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承支承。又因?yàn)楦?dòng)卡頭與刀具剛性連接，所以該主軸屬于長(zhǎng)主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長(zhǎng)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1P43 公式 (2-7)46.2 10dT式中，d軸的直徑（） ；T軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nm） ； B系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取 B=6.2。由公式可得：左主軸箱：軸 1 d=15.08右主軸箱：軸 2 d=18.94 后主軸箱：軸 3 d=1.72根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查1第

25、 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=15.08時(shí)，主軸外伸尺寸為：,L=115；接桿2/32/ 20D d 莫氏圓錐號(hào)為 1.2 號(hào)。主軸軸徑 d=18.94時(shí)，主軸外伸尺寸為：,L=115；接桿2/32/ 20D d 莫氏圓錐號(hào)為 1.2 號(hào)。主軸軸徑 d=13.72時(shí)，主軸外伸尺寸為：,L=85；接桿莫2/25/16D d 氏圓錐號(hào)為號(hào)。C. 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定a) 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定L工工作進(jìn)給長(zhǎng)度，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀L工具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和。 即： 1L2L (2-8)12LLLL工式中切入長(zhǎng)度一般為 51

26、0，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。1L查1 P46 表 3-7 切出長(zhǎng)度的確定得鉆孔時(shí) (2-9)21(383Ld）三個(gè)面上鉆孔時(shí)的工作進(jìn)給長(zhǎng)度見(jiàn)下表：表 2-1 工作進(jìn)給長(zhǎng)度L1Ld2L工L左主軸箱2288.5030右主軸箱6666.8072后主軸箱115575125b）進(jìn)給長(zhǎng)度的確定快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。初步選定左右后三個(gè)個(gè)主軸箱上刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度分別為 70和 78和 75mm。c）快速退回長(zhǎng)度的確定快速退回長(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，左右后三面快速退回長(zhǎng)度分別為 100和 150mm 和 200mm。d）動(dòng)力部件總行程

27、的確定動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。左面的前備量取 100，后備量取 40，則總行程為 240；右面前備量取 100，后備量取 40，則總行程為 290；后面前備量取 100，后備量取 40，則總行程為 340。2.3.32.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖機(jī)床聯(lián)系尺寸圖A動(dòng)力滑臺(tái)的選擇a）動(dòng)力滑臺(tái)形式的選擇本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)：在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無(wú)級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)；工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過(guò)液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)；過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；由行程調(diào)速閥來(lái)控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠

28、。但采用液壓滑臺(tái)也有其弊端，如：進(jìn)給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工對(duì)象是氣缸體左面 12 個(gè)孔和右面上的 31 個(gè)孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺(tái)。由此，根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)主軸箱鉆孔主軸。b）動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按1 P62 式 （2-1niiPF多軸箱10）式中，各主軸所需的向切削力，單位為 N。則：iF左主軸箱 4 899 1110

29、.53708.625708.625 58.249.66FN多軸箱右主軸箱 666.94 16 708.6254 2249.1721000FN 多軸箱后主軸箱 2 899619.3258 708.628086.285FN 多軸箱實(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多軸箱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1P91 表 5-1，左、右、后三面的液壓滑臺(tái)均選用1HY32IA 型。由1P91 表 5-3 知：臺(tái)面寬 B=320mm，臺(tái)面長(zhǎng) L2=630mm,行程長(zhǎng)400mm，滑臺(tái)及滑座總高 840mm,滑座長(zhǎng) 630mm

30、，允許最大進(jìn)給力 32000N，快速行程速度 10m/min，工進(jìn)速度 20650mm/min。B動(dòng)力箱型號(hào)的選擇由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和，根據(jù)1P47 頁(yè)公式P切削 （2-PP切削多軸箱11）式中, 消耗于各主軸的切削功率的總和（Kw） ；P切削多軸箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取 0.80.9，加工有色金屬時(shí)取0.70.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動(dòng)復(fù)雜，故取。0.8左主軸箱：1.132PKw切削 則1.1321.4150.8PKw多軸箱右主軸箱：2.272PKw切削 則2.2722.840.8

31、PKw多軸箱后主軸箱：0.948PKw切削 則0.9481.1850.8PKw多軸箱根據(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1 P114115 表 5-38 得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)表 2-2 動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)選擇動(dòng)力箱型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率(Kw)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min)左主軸箱1TD32-Y100L1-42.21430715右主軸箱1TD32-Y100L2-43.01430715后主軸箱1TD32-Y100L1-42.21430715C. 確定機(jī)床裝料高度 H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。本課題中，工件最低孔位置，主軸

32、箱最低主軸高度，所選滑臺(tái)與滑座總288hmm1160hmm高，側(cè)底座高度，夾具底座高度，中間底座3360hmm4500hmm5380hmm高度，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度取 H=850。6600hmmD. 確定主軸箱輪廓尺寸圖 2-1 多軸箱輪廓尺寸確定主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度。主軸箱1h寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式計(jì)算： （2-12Bbb12） （2-11Hhhb13）式中，b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ；1b最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（） ；h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ；1h最低主軸

33、高度（） 。其中，還與工件最低孔位置（） 、機(jī)床裝料高度（H=850） 、1hmmh5 .402滑臺(tái)滑座總高（） 、側(cè)底座高度（）等尺寸有關(guān)。對(duì)于mmh2803mmh5604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，本組合機(jī)床按式140851h （2-12340.5hhHhh14）mmh50)5602805 . 0(8505 .401后主軸箱輪廓尺寸為：,取，則求出主軸箱輪廓尺寸：mmhmmb135410，mmb1001 mmbbB61020041021 mmbhhH285100135501根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為BH=400

34、630。對(duì)右和左軸箱計(jì)算公式與方法相類似，其輪廓尺寸均為 400mm630mm。由表 7-2 可知：前蓋 55mm，后蓋 90mm，中間箱體寬 180mm。機(jī)床總圖見(jiàn)附錄32.3.42.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡圖 2-2 左動(dòng)力頭循環(huán)圖 2-3 右動(dòng)力頭循環(huán)圖 2-4 后動(dòng)力頭循環(huán)單件工時(shí)：可按下式計(jì)算 T單 （2-1212fffkLLLLTtttttvvv快進(jìn)快退切移輔停裝單15）式中 分別為刀具第、第工作進(jìn)給長(zhǎng)度,單位為 mm;12LL、分別為刀具第、第工作進(jìn)給量,單位為 mm/min;12ffVV、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t停的停留時(shí)間，通

35、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，單位為 min; 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位為 mm; LL快進(jìn)快退、動(dòng)力部件快速行程速度。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取 56m/min;用液壓kfV動(dòng)力部件時(shí)取 310m/min;直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取 0.1min;t移工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切t裝卸屑及吊運(yùn)工件）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取 0.51.5min。如果計(jì)算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求，即，則必1QQ須重新選擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計(jì)方案。左面：min6

36、. 0停工進(jìn)機(jī)tVLtfmin527. 0裝、卸移快退快進(jìn)輔ttVLLtfk min127. 1527. 06 . 0單t 右面：min44. 1停工進(jìn)機(jī)tVLtfmin5228. 0裝、卸移快退快進(jìn)輔ttVLLtfk min9628. 15228. 044. 1單t 后面： min5 . 2停工進(jìn)機(jī)tVLtfmin5275. 0裝、卸移快退快進(jìn)輔ttVLLtfk min0275. 35275. 05 . 2單t對(duì)多面和單工位加工機(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，則（件/小時(shí)） 。3.0275minT單16019.83.0275Q a) 理想生產(chǎn)率 Q（件/h）

37、理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。用1第 51 頁(yè)公式 （2-kNQt16）計(jì)算，式中， N年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） ，本課題中 N=36000 件； 全年工時(shí)總數(shù)，本課題以單班制，則。kt2350kth則。3600015.32/2350kNQht件b) 實(shí)際生產(chǎn)率 Q1（件/h）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1第 51 頁(yè) （2-NQT單17）式中，生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min） 。T單則 16019.8/3.0275kNQht件c) 機(jī)床負(fù)荷率機(jī)床負(fù)荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。即公式1第 52 頁(yè) （2-1QQ18） 則 11

38、5.3277%19.8QQ表 2-3 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡圖號(hào)-毛坯種類鑄件名稱ZH1105 氣缸體毛坯重量36.5kg被加工零件材料HT250硬度HB190-240 工序名稱左右后三面鉆孔工序號(hào)工時(shí)(min)序號(hào)工步名稱被加工零件數(shù)量加工直徑(mm)加工長(zhǎng)度(mm)工作行程(mm)切削速度(m/ min)每分鐘轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給量(mm/r)進(jìn)給速度(mm/min)機(jī)加工時(shí)間輔助時(shí)間共計(jì)1裝卸工件10.50.52右滑臺(tái)快進(jìn)78100000.00780.0078鉆孔 4x13131672112700.18550鉆孔 16x6.76.7177210.55000.150鉆孔 1x6.86.8667

39、211.75500.09150死檔鐵停留快退1503左滑臺(tái)快進(jìn)70100000.0150.015鉆孔 5x6.76.7183010.55000.150鉆孔 4x8.58.5223013.45000.150鉆孔 16.76.7153010.55000.150鉆孔 110.510.5153016.55000.150死檔鐵停留快退10063000.01590.01594左滑臺(tái)快進(jìn)75100000.00750.0075鉆孔 2x8.58.52012513.45000.150鉆孔 8x6.76.71812510.55000.150鉆孔 1x7711512513.76250.08502.52.5死檔鐵停留

40、快退200100000.020.02總計(jì)3.0875min單件工時(shí)3.0875min機(jī)床生產(chǎn)率19.82 件/h備注裝卸時(shí)間取決于操作者熟練程度，本機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)間取 0.5min機(jī)床負(fù)荷率77.8%2.4 夾具輪廓尺寸的確定夾具輪廓尺寸是指夾具底座的輪廓尺寸，即長(zhǎng)寬高。長(zhǎng)度尺寸與工件長(zhǎng)度尺寸、工件至模板的距離尺寸、模板架寬度尺寸有關(guān)。從機(jī)床總圖中查得夾具總長(zhǎng)為：880mm。夾具高度尺寸由前面裝料高度尺寸定為 726mm，寬度尺寸除考慮工件本身寬度外，再加其他寬度方向上能布置下工件的定位、夾緊及其他機(jī)構(gòu)，從總圖中查得寬度尺寸為：810mm。中間底座尺寸的確定：在加工示意圖中，已經(jīng)確定了工件端面至主

41、軸箱在加工終了時(shí)距離，根據(jù)選定的動(dòng)力部件及配套部件的位置關(guān)系，并考慮到動(dòng)力頭的前備量等因素，就可以確定中間底座長(zhǎng)度尺寸 L。 （2-1231232/22LLLLlll19）式中：為工件端面到主軸箱在加工終了時(shí)端面的距離； 1LmmL1401主軸箱厚度；2LmmL3252工件的總長(zhǎng)度；3LmmL92033 組合機(jī)床后主軸箱設(shè)計(jì)主軸箱是組合機(jī)床的部件之一，它的功用是根據(jù)被加工零件的加工要求，將電機(jī)和動(dòng)力箱部件的功率和運(yùn)動(dòng)，通過(guò)按一定速比排布的傳動(dòng)齒輪傳遞給各主軸，使其能按要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向帶動(dòng)刀具進(jìn)行切削。3.1 繪制后主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖主軸箱的設(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)

42、容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。在編制此圖時(shí)從“三圖一卡”中已知a) 主軸箱輪廓尺寸: 630400；b) 工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸；c) 工件和主軸箱相對(duì)位置尺寸。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 3-1：圖 3-1 原始依據(jù)圖附表：a) 被加工零件名稱：氣缸體材料：HT250硬度：190240HBSb) 主軸外伸長(zhǎng)度及切削用量表 3-1 主軸外伸長(zhǎng)度及切削用量主軸外伸尺寸（mm）軸號(hào)加工直徑（mm）主軸直徑（mm）D/dL切削速度v（m/min）轉(zhuǎn)速n（r/min）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f（mm/r）1-28.51525/168513.45000.13-1071525/168513.7

43、6250.08116.71525/168510.55000.11TD32-動(dòng)力箱電動(dòng)機(jī)功率 2.2kW，轉(zhuǎn)速 1430r/min,驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速715r/min，驅(qū)動(dòng)軸到滑臺(tái)表面距離為 99.4mm，其他尺寸可查動(dòng)力箱裝配圖。3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算3.2.13.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。因本工序是對(duì)氣缸蓋進(jìn)行鉆孔，因此選用滾珠軸承主軸結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)前支承為推力球軸承和向心球軸承,后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承.因推力球軸承設(shè)置在前端,能承受單方向的軸向力,適用于鉆孔主軸。本主軸是屬外伸長(zhǎng)度為 85m

44、m 長(zhǎng)主軸與刀具剛性連接，配置的單導(dǎo)向用于鉆孔。3.2.23.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定a) 主軸直徑初步主軸直徑已在編制“三圖一卡”時(shí)完成，由此可知主軸直徑 d=40mm。b) 齒輪的模數(shù)主軸直徑已在總體設(shè)計(jì)部分初步確定齒輪模數(shù) m（單位為 mm）一般用類比法確定，也可由查得的公式估算，即 (3-1)3)3230(znpm 式中，P齒輪所傳遞的功率，單位為 KW；z一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)；n小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。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

45、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 3、4 兩種。該主軸箱中兩條主要傳動(dòng)鏈中的齒輪，由于往往和多個(gè)齒輪同時(shí)嚙合，受力較復(fù)雜，且往往速度較低，受力較大，所以選用大一點(diǎn)的模數(shù)，而對(duì)其它一些齒輪可選小一些，如取 m=3,m=4, 具體各齒輪的模數(shù)如圖 4 所示。3.2.33.2.3 主軸箱動(dòng)力計(jì)算主軸箱動(dòng)力計(jì)算因所有主軸均用于鉆孔，所以均選用有推力軸承的主軸，主軸箱所需動(dòng)力見(jiàn)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，此處不在贅述。3.3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.3.13.3.1 計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)尺寸計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)尺寸根據(jù)原始依據(jù)圖 3-1，計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸、主軸的坐標(biāo)

46、尺寸，如表 4-2 所示：表 3-2 驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)值坐標(biāo)銷1O驅(qū)動(dòng)軸0主軸 1主軸 2主軸 3主軸 4 主軸 5X0.000264.600403.000403.000359.000273.000187.000Y0.00094.50071.000215.000215.00215.00215.00坐標(biāo)主軸 7主軸 8主軸 9主軸 10主軸 11X187.000273.000359.000379.000233.000Y71.00071.00071.000143.00070.0003.3.23.3.2 擬訂主軸箱傳動(dòng)路線擬訂主軸箱傳動(dòng)路線在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要盡可能用較少的傳動(dòng)件，使數(shù)量較多的主軸獲

47、的預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，因此在設(shè)計(jì)時(shí)單一應(yīng)用計(jì)算或作圖的方法就難以達(dá)到要求，現(xiàn)在一般采用“計(jì)算、作圖和試湊”相結(jié)合的辦法來(lái)設(shè)計(jì)。a) 分析主軸的位置傳動(dòng)路線如下圖 3-2 所示：為了使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)比一般選在 11.5，但在多軸箱后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取至，盡量避免用升速傳動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)，5 . 3131允許先升速后在降一些，使傳動(dòng)鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)功率損失隨之增加，故要求升速傳動(dòng)比小于等于 2；為使主軸上的齒輪不過(guò)大，最后一級(jí)經(jīng)常采用升速傳動(dòng)。用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第排，以減少主軸端

48、的彎曲變形。多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時(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。據(jù)此，本主軸箱為了使主軸上齒輪直徑小些，所以先由第、IV 排齒輪減速，然后再由箱體內(nèi)最后一級(jí)齒輪升速，獲的所需的主軸轉(zhuǎn)速，這樣結(jié)構(gòu)較為合理緊湊。3.3.33.3.3 傳動(dòng)軸的位置和轉(zhuǎn)速及齒輪齒數(shù)傳動(dòng)軸的位置和轉(zhuǎn)速及齒輪齒數(shù)本主軸箱內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是按“計(jì)算、作圖和試湊”的一般方法來(lái)確定齒輪齒數(shù)、中間傳動(dòng)軸的位置和轉(zhuǎn)速，在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)反復(fù)試湊和畫圖，才最后確定了齒輪的齒數(shù)和中間設(shè)計(jì)軸的位置。為滿足齒輪的嚙合關(guān)系，有些齒輪采用了變位齒輪來(lái)保證中心距的要求。A. 由各主軸及驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速求驅(qū)動(dòng)軸

49、到各主軸之間的傳動(dòng)比主軸 min/5 .500.1054321rnnnnnn min/62511rn驅(qū)動(dòng)軸 min/7150rn 各主軸總傳動(dòng) 7 . 07155 .5001010i 87. 0715625110iB.各軸傳動(dòng)比分配軸 12 軸 13 軸 4 軸 5 7 . 0120i11312i1412i1512i軸 19 軸 20 軸 9 軸 8 11912i12019i1920i1820i軸 21 軸 22 軸 11 軸 23 12120i8 . 02221i25. 11122i12313i軸 14 軸 24 軸 3 軸 25 11413i12423i1323i12524i軸 2 軸 2

50、6 軸 27 軸 10 1225i12625i12726i11027i軸 1 軸 15 軸 16 軸 17 1127i11514i11615i11716i軸 6 軸 18 軸 28 軸 7 16116i11817i34. 12817i1718i軸 29 12928iC. 確定中間傳動(dòng)軸的位置并配各對(duì)齒輪傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式查得如下： （3-主從從主nnzzu2） （3-）（從主zzmA23） （3-主從從從主zznunn4） （3-從主主主從zznunn5） （3-）（）（從主從主umAunnmAzmAz121226） （3-）（）（主從主從uAunnmAzmAz121227）式中，u嚙合齒輪

51、副傳動(dòng)比 ；分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)；從主、zz分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/mm；從主、nnA齒輪嚙合中心距，單位為 mm；m齒輪模數(shù)，單位 mm；a) 確定傳動(dòng)軸 12 的位置及與主軸 4、5 間的齒輪副齒數(shù)，傳動(dòng)軸 12 的位置在主軸 4 和 5 的垂直平分線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。由，取，則，取 m=2mm，則 A=4454121zzi 、3254 zz324z，由 A=，則。 （設(shè)在第排）mm64232322）（mmzzm642)(1254、3212zb）估算傳動(dòng)軸 12 和傳動(dòng)軸 13 的中心距 A=90mm，取 m=3mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排）13

52、1213121zzi301312 zzc) 估算傳動(dòng)軸 12 和傳動(dòng)軸 19 的中心距 A=60mm，取 m=2mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排）191219121zzi301912 zzd) 估算傳動(dòng)軸 19 和傳動(dòng)軸 20 的中心距 A=60mm，取 m=2mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排）201920191zzi3020ze) 確定傳動(dòng)軸 20 的位置及與主軸 9、8 間的齒輪副齒數(shù)，傳動(dòng)軸 20 的位置在主軸 8 和 9 的垂直平分線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。由，取，則，取 m=2mm，則 A=8898201zzi 、3098 zz308z，由 A=，則。 （設(shè)在第排）

53、mm60230302）（mmzzm602)(2098、3020zf) 估算傳動(dòng)軸 20 和傳動(dòng)軸 21 的中心距 A=48mm，取 m=2mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排） 212021201zzi242120 zzg) 估算傳動(dòng)軸 21 和傳動(dòng)軸 22 的中心距 A=45mm，取 m=2mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排） 222122218 . 0zzi25,202221zzh) 估算傳動(dòng)軸 22 和主軸 11 的中心距 A=45mm，取 m=2mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排）1122112225. 1zzi20,251122zzi) 確定傳動(dòng)軸 13 的位置及與傳動(dòng)軸 14、23

54、間的齒輪副齒數(shù)，傳動(dòng)軸 13的位置在傳動(dòng)軸 14 和 23 的垂直平分線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。由，取，則，取 m=3mm，則 A=14142314131zzi、302314 zz3014z，由 A=，則。 （設(shè)在第排）mm90230303）（mmzzm902)(132314、3013z10)估算傳動(dòng)軸 23 和傳動(dòng)軸 24 的中心距 A=90mm，取 m=3mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排） 。242324231zzi302423 zzj）用上述同樣的方法估算出與傳動(dòng)軸 23 相配對(duì)的主軸 3 的齒輪的齒數(shù)為，（設(shè)在第排） 。與傳動(dòng)軸 24 相配對(duì)的傳動(dòng)軸 25 上的齒輪齒2

55、923z293z數(shù)為， （設(shè)在第排） 。與傳動(dòng)軸 26 相配對(duì)的傳動(dòng)軸 27 上的齒40,402524zz輪齒數(shù)為， （設(shè)在第排） 。292726 zzk）確定傳動(dòng)軸 25 的位置及與傳動(dòng)軸 26 和主軸 2 間的齒輪副齒數(shù)，傳動(dòng)軸25 的位置在傳動(dòng)軸 26 和主軸 2 的垂直平分線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。由，取，則，取 m=2mm，則 A=22262251zzi 、29262 zz292z，由 A=，則。 （設(shè)在第排）mm58229292）（mmzzm582)(25262、2926zl）確定傳動(dòng)軸 7 的位置及與主軸 1、10 間的齒輪副齒數(shù)，傳動(dòng)軸 7 的位置在主軸 1 和

56、10 的垂直平分線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。由，取，則，取 m=2mm，則 A=11101271zzi 、29101 zz291z，由 A=，則。 （設(shè)在第排）mm58229292）（mmzzm582)(27101、2927zm）估算傳動(dòng)軸 14 和傳動(dòng)軸 15 的中心距 A=58mm，取 m=2mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排）141415141zzi291514 zzn）用上述同樣的方法估算出與傳動(dòng)軸 15 相配對(duì)的傳動(dòng)軸 16 間齒輪的齒數(shù)為， （設(shè)在第排） 。與傳動(dòng)軸 16 相配對(duì)的傳動(dòng)軸 17 上的齒輪齒291516 zz數(shù)為， （設(shè)在第排） 。與傳動(dòng)軸 16 相配對(duì)的

57、主軸 6 上的齒輪32,401716zz齒數(shù)為， （設(shè)在第排） 。29166 zz0）估算傳動(dòng)軸 17 和傳動(dòng)軸 18 的中心距 A=64mm，取 m=2mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排）181718171zzi321718 zzp）用上述同樣的方法估算出與傳動(dòng)軸 18 相配對(duì)的主軸 7 間齒輪的齒數(shù)為， （設(shè)在第排） 。與傳動(dòng)軸 17 相配對(duì)的傳動(dòng)軸 28 上的齒輪齒數(shù)29718 zz為， （設(shè)在第排） 。與傳動(dòng)軸 28 相配對(duì)的傳動(dòng)軸 29 上的齒輪29,392817zz齒數(shù)為， （設(shè)在第排） 。242928 zzq）估算驅(qū)動(dòng)軸 0 和傳動(dòng)軸 12 的中心距 A=76.5mm，取 m=3

58、mm，再由，可求得：。 （設(shè)在第排）1201207 . 0zzi30,21120zzD. 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速min/2 .4693230302171545rnnmin/5 .500303030303030302171598rnnmin/750202520243030302524203030302171511rnmin/8 .5172940303030304030303030217152rnmin/8 .517293232292930303032322929303030217157rnmin/8 .5172929293030302929303030217156rnmin/8 .51729294030

59、3030294030303021715101rnnmin/8 .517292930303029303030217153rnmin/625242939322929303030293932292930303021715rn泵轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在 5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。E. 手柄軸的設(shè)置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)手柄軸以便于手動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸，為了扳動(dòng)起來(lái)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。F. 葉片泵的設(shè)置。由于葉片油泵使用

60、可靠，所以該主軸箱決定采用葉片泵進(jìn)行潤(rùn)滑。油泵打出的油經(jīng)分油器分向各潤(rùn)滑部位，主軸箱體前后壁間的齒輪用油盤潤(rùn)滑，箱體和后蓋以及前蓋見(jiàn)的齒輪用油管潤(rùn)滑。該葉片潤(rùn)滑泵裝在箱體前表壁上，采用油泵傳動(dòng)軸帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)方式，計(jì)算得，在min/625242939322929303030293932292930303021715rn泵泵n400800r/min 范圍內(nèi)，滿足要求。3.4 主軸箱中傳動(dòng)軸坐標(biāo)的計(jì)算及傳動(dòng)軸直徑的確定3.4.13.4.1 傳動(dòng)軸坐標(biāo)的計(jì)算傳動(dòng)軸坐標(biāo)的計(jì)算軸（12）：230254512XXXX 52.1678 .47tan254512XXYY驗(yàn)：， 圖 3-2642412512

61、ZZmA而 0574.6425122512512YYXXA實(shí),該中心距誤差超過(guò) 0.0010.009mm 之間，用變位0574. 00574.6464A齒輪。軸（20）：316289820XXXX 92.1091 .42tan289820XXYY驗(yàn)：， 6028420820ZZmA而 圖 3-3998.5728202820820YYXXA實(shí)，該中心距誤差 0.0010.009mm 之間，用變位齒輪。2998.5760A用上述同樣的方法算出其他傳動(dòng)軸的坐標(biāo)如下表：表 3-3 中間傳動(dòng)軸與油泵軸的坐標(biāo)坐標(biāo)手柄軸12傳動(dòng)軸13傳動(dòng)軸14傳動(dòng)軸15傳動(dòng)軸16傳動(dòng)軸17傳動(dòng)軸18X230.000213.

62、130141.19091.480130.21096.730130.200Y167.520257.520260.880231.010187.840133.29078.740坐標(biāo)傳動(dòng)軸19傳動(dòng)軸20傳動(dòng)軸21傳動(dòng)軸22傳動(dòng)軸23傳動(dòng)軸24傳動(dòng)軸25X289.810316.000268.470223.540321.130406.29459.460Y162.790109.920115.450113.000258.930288.060228.280坐標(biāo)傳動(dòng)軸26傳動(dòng)軸27傳動(dòng)軸28油泵軸29X458.940431.33029.85051.480Y170.290120.440120.19077.4003.

63、4.23.4.2 傳動(dòng)軸軸徑的確定傳動(dòng)軸軸徑的確定 （3-nnUTUTUTT2211總8）軸（12）：N.mm，查表 4-4，得。769.15091769.1509412iTTmmd3012軸（25）：N.mm，查表 3-4，得。838.23721838.2372225iTTmmd2025用述同樣方法確定：mmdddddddd20.29191817161514133.5 軸的強(qiáng)度校核在主軸箱中不管是主軸還是傳動(dòng)軸，它們的直徑都是按照扭轉(zhuǎn)剛度條件，根據(jù)其所受扭矩，由表 3-4 選取的，所以它們的剛度都滿足要求。這里只對(duì)相對(duì)較為危險(xiǎn)的軸進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算。由于 12 軸鉆孔直徑最大為 8.5，所受

64、的切削力較大，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較危險(xiǎn)，又因?yàn)?12 軸徑一樣，鉆孔直徑一樣。故任選 1 軸進(jìn)行校核。軸（1）：T=2372.838Nmm，軸上齒輪 z=29，模數(shù) m=2，則d=mz=229=58mm，N， N。822.812dTFt78.2920tantrFF軸的支點(diǎn)位置：參見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)圖 11.18，由 6204 圓錐滾子軸承查手冊(cè)，得：齒寬中心距左支點(diǎn)距離： mmL5 .1195 .39682242齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離：mmL5 .645 .522243左支點(diǎn)水平面的支反力： NLLFLFMtNHD68.28, 03231右支點(diǎn)水平面的支反力：NLLFLFMtNHB14.53, 03222左支點(diǎn)

65、垂直面的支反力：NLLFLFrNV4 .103231右支點(diǎn)垂直面的支反力：NLLFLFrNV34.193222截面 C 處水平面彎距：mmNLFMNHH26.342721截面 C 處垂直面彎距：mmNLFMmmNLFMNVVNVV43.124758.1247322211截面 C 處合成彎距： mmNMMMmmNMMMVHVH22.364727.364722222121截面 C 處計(jì)算彎距：考慮啟動(dòng)、停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，a=0.6， mmNTMMca29.3915221截面 C 處計(jì)算應(yīng)力：MPammmmNWMmmdtdbtdWWMcacacaca98.1187.32629.3915

66、87.3261526 . 2156 . 24321514. 3232,332323其中強(qiáng)度校核：45 鋼調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表 11.2 查得，160MPa1ca彎扭合成強(qiáng)度滿足要求。以下為軸的受力簡(jiǎn)圖、受力彎矩圖及扭矩圖：圖 3-8 軸的受力圖3.6 齒輪校核計(jì)算在初步擬訂多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)后，還要對(duì)危險(xiǎn)齒輪進(jìn)行校核計(jì)算，尤其是對(duì)低速級(jí)齒輪或齒根到鍵槽距離較低的齒輪以及轉(zhuǎn)矩較大的齒輪。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)11 軸上的齒輪較危險(xiǎn)，故對(duì)其進(jìn)行校核。已選定齒輪采用 45 鋼，齒輪精度用 8 級(jí)，表面粗糙度為，對(duì)于需校2 . 3aR核的一對(duì) 11、22 軸上的齒輪，齒數(shù)分別為，模數(shù)為 2，傳2011Z2522Z動(dòng)比，扭矩。25. 12025immNT3110715. 1a) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，在按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。b) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 （3-21312(1)HEtHdZ Z ZKT udu9）式中：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，用來(lái)考慮節(jié)點(diǎn)齒廓形狀對(duì)接觸應(yīng)力的影響，其值查HZ圖 6-19，取=2.45；HZ 材料系數(shù)，單位為，查表 6-3，取 189.8；EZMPaMPa 重合度系數(shù)，取=0.