1020-柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)
1020-柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì),柴油機(jī),齒輪,室蓋鉆鏜,專(zhuān)機(jī),總體,整體,主軸,設(shè)計(jì)
鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2006柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)摘 要：本課題設(shè)計(jì)一臺(tái)加工柴油機(jī)齒輪室蓋的鉆鏜組合機(jī)床，主要完成機(jī)床總體和右主軸箱的設(shè)計(jì)工作。根據(jù)柴油機(jī)齒輪室蓋的結(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；為確保加工精度，采用“一面兩銷(xiāo)”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(lèi)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)合的辦法確定；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸的坐標(biāo)并進(jìn)行中心距驗(yàn)算，確定部分軸上需采用變位齒輪；軸上的齒輪套、鍵等零件按軸號(hào)選取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件。本課題設(shè)計(jì)的組合機(jī)床采用“一面兩銷(xiāo)”定位、液動(dòng)夾緊，一次裝夾加工柴油機(jī)齒輪室蓋三個(gè)面上的孔，保證了加工精度，提高了生產(chǎn)效率，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。而且在設(shè)計(jì)之中，盡量選用通用件，減少了制造成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 主軸箱 主軸 傳動(dòng)軸 齒輪室蓋鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2006The overall and headstock design of drilling and boring modular machine for diesel engine geal chamber manufactureAbstract: This project is to design a modular machine tool for manufacturing the gear chamber cap of diesel engine. Mainly work is the design of overall and the right headstock. According to the request of construction features, processing spot, size precision, surface roughness and productivity that diesel engine gear chamber cap, sets the machine tool for single location horizontal type modular machine tool. In order to guarantee the processing precision, the localization plan use "two sells and a surface". In order to implement the stepless speed regulation, safe is reliable, therefore choice hydraulic pressure sliding table. According the size of components and the position of the hole that is processed to set the overall size of the headstock. Choicing ball bearing spindle by processing craft. The spindle and drive shaft diameter is decided through computation torque. The gear modulus is decided through the correlation method. The gear mentions and the position of intermediate propeller shaft is decided by the means " computation, mapping and tries to collect many times". Calculates the coordinates of the spindle and drive shaft and checking the center distance, determined department spindle must use dislodges the gear. The components of tooth wheel cover, key and so on that in axis select standard letter by the corresponding number. The modular machine tool of this project design use “two sells and one surface” to locate , hydraulic press and clamps. In the situation of one clamp, the holes three surface of the diesel engine gear chamber cap, are guaranteed the processing precision, is enhanced the production efficiency, is increased worker's labor intensity. Moreover during the design, the standard parts are selected as far as 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2006possible, reduced the production cost and increased the economic efficiency.Key words: modular machine tool headstock spindle drive shaft gear chamber cap鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2006目 錄1 前言………………………………………………………………………………12 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………22.1 組合機(jī)床工藝方案的制定……………………………………………………22.2 組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案的確定………………………………………22.3 各側(cè)具體零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選擇………………………………………32.4 機(jī)床生 產(chǎn)率計(jì)算卡………………………………………………………… 103 組合機(jī)床多 軸箱設(shè)計(jì)（右主軸箱）………………………………………… 123.1 繪制右主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖…………………………………………… 123.2 主軸、齒輪的 確定及動(dòng)力計(jì)算…………………………………………… 133.3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………… 133.4 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪 制坐標(biāo)檢查圖……………………………………… 183.5 主軸箱中變位 齒輪的計(jì)算………………………………………………… 223.6 變位齒輪的 設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 223.7 齒輪強(qiáng) 度校核……………………………………………………………… 233.8 傳動(dòng)軸直徑的確定和軸的 強(qiáng)度校核……………………………………… 253.9 主軸箱體及其附件的選 擇設(shè)計(jì)…………………………………………… 284 結(jié)論…………………………………………………………………………… 30參考 文獻(xiàn)……………………………………………………………………………31致謝…………………………………………………………………………………32附錄…………………………………………………………………………………33鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 200611 前言組合機(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(zhuān)用部件組成的一種高效率專(zhuān)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(lèi)工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車(chē)平面；孔加工包括鉆、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(chē)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(lèi)及打印等非切削工作。 組合機(jī)床在汽車(chē)、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(chē)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(chē)、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(lèi)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(lèi)、輪盤(pán)類(lèi)、叉架類(lèi)和蓋板類(lèi)零件的部分或全部工序的加工。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱(chēng)為“專(zhuān)能組合機(jī)床” 。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，具體的課題是柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)前認(rèn)真研究被加工零件的圖樣，研究其尺寸、形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結(jié)構(gòu)及加工精度和表面粗糙度要求等內(nèi)容，為設(shè)計(jì)提供大量的數(shù)據(jù)、資料，作好充分的、全面的技術(shù)準(zhǔn)備。在準(zhǔn)備了充足的資料之后進(jìn)行總體及零部件的設(shè)計(jì)工作，總體的設(shè)計(jì)的主要工作是完成“三圖一卡” ，即繪制機(jī)床的總體尺寸聯(lián)系圖、加工示意圖、零件的工序圖及編制生產(chǎn)率計(jì)算卡；主軸箱設(shè)計(jì)的方法是：繪制主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖；確定主軸的結(jié)構(gòu)、軸頸及齒輪模數(shù)；擬訂傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)，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。在此次的設(shè)計(jì)中采用“一面兩銷(xiāo)”定位，液壓夾緊，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在設(shè)計(jì)中采用了大量的通用零部件，降低了產(chǎn)品的成本。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了劉道標(biāo)老師的大力指導(dǎo)和同課題組同學(xué)的熱情幫助，在此謹(jǐn)致謝意。限于本人水平和經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中一定有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)22 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，通常是根據(jù)與用戶(hù)簽定的合同和技術(shù)協(xié)議書(shū),針對(duì)具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的設(shè)計(jì)。2．1 組合機(jī)床工藝方案的制定工藝方案的擬訂是組合機(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。此次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床是用于加工柴油機(jī)齒輪室蓋的鉆鏜專(zhuān)用組合機(jī)床，其工藝方案為鉆孔和鏜孔，其具體的加工工藝如下:a. 鉆 6－M6－6H 孔至 Φ5， 左側(cè)面；b. 鉆 6－Φ9 孔（深 38） ， 右側(cè)面；c. 鉆 3－Φ9 孔（深 78） ， 右側(cè)面；d. 鏜 Φ45H8 孔至 Φ43.5， 后側(cè)面；e. 倒孔口角至 Φ46.6， 后側(cè)面；正確選擇組合機(jī)床加工工件采用的基準(zhǔn)定位，是確保加工精度的重要條件。本設(shè)計(jì)的柴油機(jī)齒輪室蓋是箱體類(lèi)零件，箱體類(lèi)零件一般都有較高精度的孔和面需要加工，又常常要在幾次安裝下進(jìn)行。因此，定位基準(zhǔn)選擇“一面雙孔”是最常用的方法， 因此該被加工零件采用 “一面兩銷(xiāo)”的定位方案，定位基準(zhǔn)和夾壓點(diǎn)見(jiàn)零件的工序圖。該定位方案限制的自由度敘述如下：以工件的右側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，約束了 y、z 向的轉(zhuǎn)動(dòng)和 x 向的移動(dòng) 3 個(gè)自由度。短定位銷(xiāo)約束了 y、z 向的移動(dòng) 2 個(gè)自由度。長(zhǎng)定位銷(xiāo)約束了 x 向的轉(zhuǎn)動(dòng) 1 個(gè)自由度。這樣工件的 6 個(gè)自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。2．2 組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案的確定根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤(rùn)滑、冷卻、排屑情況良好。對(duì)同一個(gè)零件的加工，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時(shí)，絕不能草率，要全面地看問(wèn)題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。各種形式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適用于大、中型箱體類(lèi)零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這種鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20063機(jī)床可分為單面、多面復(fù)合式。利用多軸想同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與輔助時(shí)間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。在認(rèn)真分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所選擇的加工工藝方案，又由單工位組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性，確定設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的配置型式為單工位臥式組合機(jī)床。2．3 各側(cè)具體零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選擇2.3.1 刀具的選擇考慮到工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素，所以加工 15 個(gè)孔的刀具均采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄長(zhǎng)麻花鉆和單導(dǎo)向懸臂鏜刀。2.3.2 右側(cè)面鉆 9-Φ9a. 切削用量的選擇右側(cè)是鉆削 6-Φ9（深 38）及 3-Φ9（深 78） 根據(jù)孔徑的大小和深徑比，以及被加工材料的硬度查參考文獻(xiàn)[9]表 2.17知：主軸的進(jìn)給量 f 為 0.1～0.18mm/r，切削速度 vc=10～18m/min。鉆孔的切削用量還與鉆孔的深度有關(guān)，當(dāng)加工鑄鐵件孔深為鉆頭直徑的6～8 倍時(shí)，在組合機(jī)床上通常都是和其他淺孔一樣采取一次走刀的辦法加工出來(lái)的，不過(guò)加工這種較深孔的切削用量要適當(dāng)降低些，因此選擇切削速度vc=13m/min 進(jìn)給量 f=0.13mm/r，由此主軸轉(zhuǎn)速 n 由公式(2-1)01dvn??計(jì)算出 r/min，將主軸轉(zhuǎn)速圓整為 470 r/min。4.6914.30??n實(shí)際切削速度 vc、工進(jìn)速度 vf、工進(jìn)時(shí)間 tf 分別由下列公式求得(2-2) 10Dnc??(2-3) f(2-4) ffvht計(jì)算出實(shí)際切削速度 vc=13.282m/min，工進(jìn)速度 vf=61.1mm/min，工進(jìn)時(shí)間 tf=1.26minb. 切削功率，切削力，轉(zhuǎn)矩以及刀具耐用度的選擇由參考文獻(xiàn)[9]表 6-20 計(jì)算公式切削力 (2-5)6.08.2HBDfF?切削轉(zhuǎn)矩 (2-6)..9.1T柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)4切削功率 (2-7)DTVP?9740?刀具耐用度 (2-8)8.035.02. )/6(HBvfn計(jì)算出切削力 F=1144.5N，切削轉(zhuǎn)矩 T=3.18N·m，切削功率 P=0.153kw，刀具耐用度 Tn=768.799minc. 動(dòng)力部件的選擇由上述計(jì)算每根軸的輸出功率 P=0.153kw，右側(cè)共 9 根輸出軸，且每一根軸都鉆 Φ9 直徑，所以總切削功率 P 切削 =0.153×9=1.377kw。則多軸箱的功率：kw，其中 η=0.8，所以 kw。72.18.03???切 削多 軸 P 72.1?多 軸因電機(jī)輸出經(jīng)動(dòng)力箱時(shí)還有功率損耗，所以選擇功率為 2.2kw 的電機(jī)，其型號(hào)為：Y 100L1-4,由參考文獻(xiàn)[9]表 5-39 選取 1TD32-I 型動(dòng)力箱，動(dòng)力箱的主軸轉(zhuǎn)速 715r/min 。d. 確定主軸類(lèi)型，尺寸，外伸長(zhǎng)度滾珠軸承主軸：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?yàn)橥屏S承設(shè)置在前端，能承受單方向的軸向力，適用于鉆孔主軸。在右側(cè)面，主軸用于鉆孔，因此選用滾珠軸承主軸。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。所以主軸均為滾珠軸承長(zhǎng)主軸。根據(jù)主軸轉(zhuǎn)矩 T=3.18 N·m，由參考文獻(xiàn)[9]表 3-4 可知(2-9)410TBd?其中 B= 7.3，則計(jì)算出 d=17.335mm，選取 d=20mm。 由參考文獻(xiàn)[9]表 3-6 查得主軸直徑 d=20mm， D/d 1=30/20 mm, 主軸外伸尺寸 L=115mm,接桿莫氏圓錐號(hào) 1，2。e. 導(dǎo)向裝置的選擇組合機(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置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。固定式導(dǎo)套：刀具或刀桿本身在導(dǎo)套內(nèi)既有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)又有相對(duì)移動(dòng)，由于這部分表面潤(rùn)滑困難；工作時(shí)有粉塵侵入，當(dāng)?shù)稐U相對(duì)導(dǎo)套的線(xiàn)速度超過(guò)20m/min 時(shí)就會(huì)有研著的危險(xiǎn)，因此選用導(dǎo)套前計(jì)算一下導(dǎo)套與刀具的線(xiàn)速度。由上述內(nèi)容知導(dǎo)套與刀具的線(xiàn)速度 vc=13.282m/min[ ]=1.1～1.2,符合????傳動(dòng)要求,同樣求出軸 15 與 16 相嚙合的一對(duì)齒輪的重合度 =1.66>[ ]??=1.1～1.2, 符合傳動(dòng)要求。3.7 齒輪強(qiáng)度 校核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。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(mǎn)足強(qiáng)度要求，則其他的齒輪也應(yīng)滿(mǎn)足要求。驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪齒數(shù) zo=24,m=3,與其相嚙合的大齒輪的齒數(shù) z16=36,m=3,驅(qū)動(dòng)軸所傳遞的功率 P=1.72kw,轉(zhuǎn)速 no=715r/min,齒數(shù)比=1.5，齒輪材料為 45 鋼，大、小齒輪的硬度分別為 220HBS,260HBS。3.7.1 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式為： (3-8)??FSaFdFYmzKT?????321確定公式中各參數(shù)值：a. 大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 、1liF2liF查參考文獻(xiàn)[13]圖 6.9 取 Mpa, 201lim?F 0m?b. 彎曲疲勞壽命系數(shù) 、NK查參考文獻(xiàn)[13]圖 6.7 取 ，8.9.2FNK鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 200625c. 許用彎曲應(yīng)力 、??1F?2取定彎曲疲勞系數(shù) SF=1.4, 應(yīng)力修正系數(shù) YST=2.0 得Mpa?? 71.304.801lim11 ????TNFYKMpa86.2.92li22FSTF?d. 齒形系數(shù) 、 和應(yīng)力修正系數(shù) 、1aY21SaY2查參考文獻(xiàn)[13]表 6.4 得 =2.62， =2.22， =1.59， =1.771a2F1Sa2SaYe. 計(jì)算大、小齒輪的 與 ，并加以比較取其中大值帶入公式??1FS?2Sa計(jì)算， 大齒輪的數(shù)??038.7.359621??FSaY???0139.86.72??FSaY值較大，應(yīng)按大齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算：Mpa≤ 彎曲疲勞強(qiáng)95.7.125.20.1046342 ????F ??2F?度足夠3.7.2 校核接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度由公式： 進(jìn)行校核??HEHubdKTZ??????125.確定公式中各參數(shù)值：a. 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1： N·mm297315.0.9105.966????nPb. 大、小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 、1limH?2li按齒面硬度查參考文獻(xiàn)[13]圖 6.8 得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600 Mpa， =560 Mpa1limH?2limH?c. 接觸疲勞壽命系數(shù) 、 1NK2H查參考文獻(xiàn)[13]圖 6.6 得 =0.9， =0.952Nd. 計(jì)算許用接觸應(yīng)力取安全系數(shù) SH=1，則 Mpa??54069.01lim1 ???HS?柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)26Mpa??532609.2lim2 ???HNHSK?Mpa??421?e. 確定材料系數(shù) ZE 查參考文獻(xiàn)[13]表 6.3 得 ZE=189.8 Mpaf. 計(jì)算圓周速度 v m/s695.2106??ndt?g. 確定載荷系數(shù) K查參考文獻(xiàn)[13]表 6.2 得使用系數(shù) KA=1, 根據(jù) v=2.695m/s,7 級(jí)精度查參考文獻(xiàn)[13]圖 6.10 得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.1,查圖 6.13 得 Kβ =1.18,則K=KAKvKβ =1×1.1×1.18=1.298校核計(jì)算:Mpa≤ 15.42.5172498..185.225.1 ????????ubdTZEH? ??H?接觸疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。所以該齒輪滿(mǎn)足使用要求。3.8 傳動(dòng)軸直徑的確定和 軸的強(qiáng)度校核3.8.1 軸的直徑的確定T 總 =T1i1+T2i2+…+Tnin (3-5)式中 Tn—作用在第 n 根主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為 N·min—傳動(dòng)軸至第 n 個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比軸 10：T 10=T1i1+T2i2=2T1i1=2×3.18×0.707=4.49 N·m由公式 計(jì)算出直徑 mm ,查參考文獻(xiàn)[9]表40Bd? 89.14.03.74???d3-4，選取直徑 d10=20mm。軸 11：因軸 11 上只有一排齒輪，因此軸不承受扭距，其直徑由彎距計(jì)算可得，因其承受的彎矩也比較小，參照其他軸，選取 d11=25mm。軸 12：其受力情況同軸 11，所以選取 d12=25mm.軸 13：T 13=T7i7+T8i8+T9i9=3T7i7=3×3.18×0.82=7.8228 N?m由公式 計(jì)算出直徑 mm ,查參考文獻(xiàn)410Bd? 49.238.7103.4???[9]表 3-4，選取直徑 d13=30mm。軸 14：由彎矩計(jì)算及參照其他軸取 d14=20mm軸15：T 15=3T7i7+2T1i1=3×3.18×1.67×0.82+2×3.18×1.96×0.707=21.78 N?m由公式 計(jì)算出直徑 mm ,查參考文獻(xiàn)40TBd? 046.287.103.74???[9]表 3-4，選取直徑 d15=30mm。軸鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20062716：T 16=4T3i3+3T7i7+2T1i1=4×3.18×0.75×1.25×1.07+3×3.18×0.82×1.67×0.74+2×3.18×0.707×1.96×0.74=28.882 N?m由公式 計(jì)算出直徑 mm ,查參考文獻(xiàn)[9]40TBd? 49.28.103.74???d表 3-4，選取直徑 d 16=35mm。軸 17：選取油泵軸的直徑 d 16=20mm。3.8.2 軸的強(qiáng)度校核軸在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，進(jìn)行校核計(jì)算。計(jì)算準(zhǔn)則是滿(mǎn)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。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)交較大的軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。在這里對(duì)長(zhǎng)主軸 7 進(jìn)行強(qiáng)度校核。a. 求出主軸上的轉(zhuǎn)矩 T在工作時(shí)，主軸上所承受的功率 P=0.153kw（不計(jì)齒輪的嚙合損耗和軸承損耗的功率） 。則N·mm8.310475.105.9105.966 ?????nPTb. 求作用在齒輪上的力mm82mzdN .59.2TFtN70tan.7an????trc. 軸的受力分析1 .畫(huà)軸的受力分析圖2. 計(jì)算支承反力：在水平面內(nèi)N)(2121lFltH?? 12.97153)4(82.71????HFN...9?t在垂直平面內(nèi)N2121)(llvr 4.153)(9271vN..34.5??rvF3. 畫(huà)彎矩圖（見(jiàn)圖 3-8）在水平面內(nèi)，a-a 剖面左側(cè) MaH=Ftl1=75.82×43=3260.26 N·mma-a 剖面右側(cè) M’aH=FH2l2=21.3×153=3258.9 N·mm在垂直平面內(nèi)，a-a 剖面左側(cè) MaV=Frl1=27.59×43=1186.37 N·mm柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)28a-a 剖面右側(cè) M’aV=FV2l2=7.75×153=1185.75 N·mm合成彎矩，a-a 剖面左側(cè)N·mm4.3697.186.30222 ?????aVaHaMa- a 剖面右側(cè)N·mm.5.9.5'' 2'4. 畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖T=3108.829 N·mmFrt V2H1TtFrV12MHVTa)bc)de)fg)圖 3-8 軸的彎矩、扭矩圖d. 危險(xiǎn)截面的判斷截面左右的合成彎矩右側(cè)相對(duì)左側(cè)大些，扭矩為 T，則判斷左側(cè)為a—危險(xiǎn)截面，只要右側(cè)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求即可。e. 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由參考文獻(xiàn)[13]表 11.2 查得[σ]=[ σ -1]=60 Mpa, ??6.010???b??a-a 剖面左側(cè)mm36.92)3(5201.2)(1.033 ?????dtbW????? ???? MpaTMe .56.9)8.1(4.)(f. 軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]表 11.2 查得 ， ，MpaB0??271??， ，pa15???2.0???1.?截面左側(cè)—鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20062932323 5.160)3(20.)(2.0 mdtbW???????由參考文獻(xiàn)[13]附表 11.2 查得 ， ；由附表 10-4 查得絕對(duì)1?K8.?尺寸系數(shù) ， ；軸經(jīng)磨削加工，由附表 11.4 得表面質(zhì)量系數(shù)95.??.??。則0.1?彎曲應(yīng)力 ，MPaWb97.251643??應(yīng)力幅 pa.?平均應(yīng)力 0m切應(yīng)力 aT67.25.1893???MpTma.安全系數(shù) 9.8702.97.50.11 ????????maKS?????62.53.1.92.81?ma???? 476.5.87222????????S查參考文獻(xiàn)[13]表 11.8 得許用安全系數(shù) ， ，則??5.13～S??S?剖面安全，即主軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。a—3.9 主軸箱體及其附件的 選擇設(shè)計(jì)3.9.1 主軸箱的選擇設(shè)計(jì)該柴油機(jī)氣缸體三面鉆組合機(jī)床主軸箱選用 630×630 的通用主軸箱體,主軸箱體材料為 HT200,前后蓋的材料是 HT150,雖然主軸箱是通用的，但為了滿(mǎn)足具體的使用要求,故在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的補(bǔ)充加工,其補(bǔ)充加工的情況可參見(jiàn)補(bǔ)充加工圖。3.9.2 主軸箱上的附件材料的設(shè)計(jì)a. 分油器本主軸箱中分油器選用 B-ZIR31-2-36 型分油器,其作用是把油分成幾路,分別潤(rùn)滑不同排數(shù)的齒輪及軸承,以便于保證軸承,齒輪有一定的使用壽命,減少摩擦和磨損,降低振動(dòng),消耗發(fā)熱。柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)30b. 油杯油杯是用來(lái)給箱體注油用的,以保證箱體內(nèi)油量滿(mǎn)足使用要求。c. 油塞油塞是用來(lái)放油用的,應(yīng)該置在箱體的底部,由于該主軸箱是臥式組合機(jī)床,故活塞放置在箱體上,放油孔螺母與凸臺(tái)之間應(yīng)加封油圈密封。d. 油標(biāo)油標(biāo)是用來(lái)指示油的高度的,應(yīng)該放置在便于檢查及油面較穩(wěn)定處,該主軸箱選用管狀油標(biāo)(GB1162-79)放置在箱體側(cè)面上。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2006314 結(jié)論本課題設(shè)計(jì)的組合機(jī)床采用“一面兩銷(xiāo)”定位、液壓夾緊，一次性加工柴油機(jī)齒輪室蓋三個(gè)面上的鉆 、鏜孔，保證了加工精度，提高了加工效率，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。而且在設(shè)計(jì)之中，盡量選用通用件，進(jìn)一步減少了制造成本，從而增加了經(jīng)濟(jì)效益。柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)32參 考 文 獻(xiàn)[1] 葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[2] 葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[3] 胡家秀主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[4] 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995[5] 艾興等主編.金屬切削用量手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[6] 范云漲等主編.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993[7] 孟憲椅等主編.機(jī)床夾具圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991[8] 韓敬禮等主編.機(jī)械電氣設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.[9] 謝家瀛主編. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[10] 楊培元等主編.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995[11] 大連組合機(jī)床研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995[12] 大連組合機(jī)床研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986[13] 徐錦康主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[14] 陳秀寧、施高義．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).杭州：浙江大學(xué)出版社，1995 [15] 姚永明主編.非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì).上海：上海交通大學(xué)出版社，1999鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 200633致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的課題是柴油機(jī)氣缸體三面鉆、鏜孔組合機(jī)床總體及右主軸箱設(shè)計(jì)，在劉道標(biāo)老師指導(dǎo)下及與同組設(shè)計(jì)人員共同努力下如期完成了任務(wù)。由于我們還是學(xué)生,所以在設(shè)計(jì)這方面還是缺乏經(jīng)驗(yàn)的,但設(shè)計(jì)任務(wù)擺在我們面前,我們不得不想辦法去完成這設(shè)計(jì)任務(wù)。院里也知道我們學(xué)生只懂得一些理論知識(shí)，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的內(nèi)容知之甚少，所以在做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前給我們安排了為期兩個(gè)星期的畢業(yè)實(shí)習(xí)。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)與工廠里的師傅們的交流，我認(rèn)識(shí)到并非所有的理論知識(shí)都能在實(shí)踐中運(yùn)用?？偟膩?lái)說(shuō)，通過(guò)這次畢業(yè)實(shí)習(xí)，我對(duì)所要設(shè)計(jì)的組合機(jī)床有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是有很大的幫助作用，因此在這里對(duì)院里為我們安排的實(shí)習(xí)表示感謝。為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已結(jié)束，回顧這三個(gè)月,我覺(jué)得做設(shè)計(jì)并不是十分的容易的事情。它需要我們查閱大量的文獻(xiàn)資料，將不同課程的知識(shí)綜合地運(yùn)用起來(lái)，因此它不同于以前單一的課程設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，它還是對(duì)工作環(huán)境的一種模擬。通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐融會(huì)貫通，加深了對(duì)理論知識(shí)理解的同時(shí)對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有了進(jìn)一步的提高。只有深入生產(chǎn)實(shí)踐，才能體會(huì)到理論聯(lián)系實(shí)踐的重要性，認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐之間的差距，而縮短這一差距的方法只有反復(fù)地去實(shí)踐。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床較好的解決了對(duì)柴油機(jī)齒輪室蓋的三面鉆、鏜孔問(wèn)題，在提高生產(chǎn)質(zhì)量，改善操作人員勞動(dòng)條件等方面發(fā)揮了很大的作用。但尚存在一些問(wèn)題,例如：在定位時(shí)采用兩個(gè)銷(xiāo)定位，這銷(xiāo)是由人工插入銷(xiāo)孔中，這造成輔助時(shí)間的延長(zhǎng)。一臺(tái)機(jī)床所要設(shè)計(jì)的零件有很多，因此光靠一個(gè)人的力量是不行的，總的來(lái)說(shuō)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，我意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)的重要性，作為一個(gè)整體，彼此間的分工協(xié)助合作是相當(dāng)?shù)闹匾@對(duì)于即將踏上工作崗位的我來(lái)說(shuō)，無(wú)疑更具有意義和價(jià)值。本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已順利完成，但限于本人的水平和經(jīng)驗(yàn)，且是第一次做這樣的工作,本設(shè)計(jì)中一定有錯(cuò)誤和不妥之處，在此懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,我得到了劉道標(biāo)老師的悉心指導(dǎo)，同組同學(xué)的熱心幫助。在這對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中所有幫助過(guò)我的人一并致謝。 柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)34附 錄 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅1 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖 ZH1105W06-01 A02 加工示意圖 ZH1105W06-02 A13 被加工零件工序圖 ZH1105W06-03 A04 右主軸箱裝配圖 ZH1105W06-00 A05 坐標(biāo)檢查圖 ZH1105W06-04 A26 前蓋補(bǔ)充加工圖 ZH1105W06-05 A27 后蓋補(bǔ)充加工圖 ZH1105W06-06 A28 上蓋補(bǔ)充加工圖 ZH1105W06-07 A39 側(cè)蓋補(bǔ)充加工圖 ZH1105W06-08 A310 箱體補(bǔ)充加工圖 ZH1105W06-09 A211 主軸 ZH1105W06-10 A312 傳動(dòng)軸 ZH1105W06-11 A313 變位齒輪 ZH1105W06-12 A3 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 聞 志 祥 班 級(jí) B 機(jī)制 023 學(xué) 號(hào) 0210110316 指導(dǎo)教師 劉 道 標(biāo) 完成日期 2005 年 6 月 5 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)課題：柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及主軸箱設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 聞 志 祥 班 級(jí) B 機(jī)制 023 學(xué) 號(hào) 0210110316 指 導(dǎo) 教 師 劉 道 標(biāo) 專(zhuān) 業(yè) 系 主 任 發(fā) 放 日 期 2006 年 3 月 6 日 1一、設(shè)計(jì)內(nèi)容課題來(lái)源于生產(chǎn)。為保證 ZH1105W 柴油機(jī)齒輪室蓋孔加工及保證相應(yīng)的位置精度，需設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆鏜組合機(jī)床。在完成“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，主要完成其右主軸箱設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)依據(jù)ZH1105W 柴油機(jī)齒輪室蓋材料為 HT250，其硬度是 HB190-240，該專(zhuān)機(jī)左側(cè)鉆ZH1105W 柴油機(jī)齒輪室蓋圖紙上， 6－M6－6H 孔至 ￠5，右側(cè)鉆 6－￠9 孔（深 38）及 3－￠9 孔（深 78）至尺寸。后側(cè)鏜￠45H8 孔至 ￠43.5，倒孔口角至￠46.6。生產(chǎn)按兩班制進(jìn)行，每班工作 6 小時(shí)，年產(chǎn)量 130000 件。三、技術(shù)要求1、機(jī)床應(yīng)能滿(mǎn)足加工要求，保證加工精度；2、機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 3、裝卸方便，便于維修、調(diào)整；4、盡量使用通用件，以便降低制造成本；5、各動(dòng)力頭分別由電機(jī)拖動(dòng)，可單獨(dú)控制。2四、畢業(yè)設(shè)計(jì)物化成果的具體內(nèi)容及要求1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份，達(dá) 1 萬(wàn)字以上，且要符合規(guī)范要求；2、設(shè)計(jì)圖樣全部用 AutoCAD 繪制，總的繪圖量達(dá) 3 張 A0 以上；3、具體設(shè)計(jì)的圖樣有：（1）機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計(jì)算卡（2）主要部件和零件的工程圖可附其他實(shí)物及實(shí)驗(yàn)要求3五、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃起訖日期 工作內(nèi)容 備 注06.03.06—06.03.07 布置任務(wù) 下達(dá)任務(wù)書(shū)06.03.06—06.03.17 調(diào)查研究，收集資料，熟悉課題,畢業(yè)實(shí)習(xí)06.03.18—06.03.31 總體設(shè)計(jì)，方案論證06.04.01—06.05.10 部件、零件設(shè)計(jì)階段06.05.11—06.06.04 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)06.06.05—06.06.07 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯06.06.08—06.06.11 修改整理06.06.12—06.06.13 復(fù)查材料 評(píng)閱06.06.14—06.06.16 畢業(yè)答辯06.06.17—06.06.08 材料整理裝袋4六、主要參考文獻(xiàn)：1、葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20012、葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013、胡家秀主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999．104、李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995．105、艾興等主編.金屬切削用量手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996、106、范云漲等主編.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993．87、孟憲椅等主編.機(jī)床夾具圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991．48、韓敬禮等主編.機(jī)械電氣設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994．59、謝家瀛主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999．1010、楊培元等主編.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995．1011、大連組合機(jī)床研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，198612、大連組合機(jī)床研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，198613、李云.機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社. 199614、薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.200015、李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1993七、其他
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