ZH1115W柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)（已排版）

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成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題 目 ZH1115W 柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組 合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 年 ZH1115W 柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總 體及左主軸箱設(shè)計(jì) XXX 班級(jí) 指導(dǎo)老師 xxx 摘要 本課題為 ZH1115W 柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左主 軸箱的設(shè)計(jì) 粗鏜組合機(jī)床是大型組合機(jī)床 這類組合機(jī)床是具有固定式液壓 夾緊的單工位組合機(jī)床 首先根據(jù)已知條件和被加工零件的具體結(jié)構(gòu)特征 進(jìn) 行工藝方案分析 確定組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案 選擇合適的切削用量 確定切削力 切削轉(zhuǎn)矩 切削功率及刀具的耐用度 選擇導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 主軸類型 浮動(dòng)卡頭及動(dòng)力部件等 完成總體設(shè)計(jì) 然后根據(jù)總體設(shè)計(jì)中的切削用量及主 軸位置 擬定了主軸箱的傳動(dòng)路線 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) 進(jìn)行齒輪 軸承等相關(guān)零件的強(qiáng)度校核計(jì)算 確定好軸的排 布方案及各種技術(shù)參數(shù)后 再選擇其他的零件 盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件 降低制造 成本 確保組合機(jī)床結(jié)構(gòu)合理 工作安全可靠 使用維修方便 關(guān)鍵詞 組合機(jī)床 鏜床 主軸箱 The design of overall and left headstocks of the modular machine tool which is used to roughly bore Machine tool for ZH1115W engine Block XXX 班級(jí) 指導(dǎo)老師 xxx Abstract The topic for The design of overall and left headstocks of the modular machine tool which is used to roughly bore Machine tool for ZH1115W engine Block Rough Boring Machine is a large portfolio mix machine this composition is fixed machine hydraulic clamping of the single bit combination machine First based on the known conditions and the processing of parts of the concrete structure Process analysis Machine determine portfolio allocation pattern and structure of the program the choice of cutting parameters to determine the cutting force cutting torque Cutting tool of power and durability choice oriented institutions spindle types the first floating cards and power components completed design According design of cutting consumption and spindle location developed spindle box Transmission line Application optimization layout gear identified transmission parameters design of the shaft structure gears bearings and other related components strength check the identification of the axis configuration program and various technical parameters choose the other parts as far as possible use standard parts the lower the manufacturing cost Machine structure to ensure that the combination of reasonable safe and reliable and easy maintenance use Keywords unit machine tool boring machine tool headstock 目 錄 1 前言 1 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3 2 1 總體方案論證 3 2 1 1 工藝路線的確立 3 2 1 2 機(jī)床配置型式的選擇 4 2 1 3 定位基準(zhǔn)的選擇 4 2 2 確定切削用量及選擇刀具 5 2 2 1 選擇切削用量 5 2 2 2 計(jì)算切削力 切削扭矩及切削功率 7 2 2 3 選擇刀具結(jié)構(gòu) 9 2 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 三圖一卡 9 2 3 1 被加工零件工序圖 9 2 3 2 加工示意圖 10 2 3 3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 13 2 3 4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 16 3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 19 3 1 繪制主軸箱原始依據(jù)圖 19 3 2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算 20 3 2 1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 20 3 2 2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定 21 3 3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21 3 3 1 根據(jù)原始依據(jù)圖計(jì)算坐標(biāo)尺寸 22 3 3 2 擬訂主軸箱傳動(dòng)路線 22 3 3 3 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù) 23 3 4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 繪制坐標(biāo)檢查圖 26 3 4 1 計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo) 26 3 4 2 傳動(dòng)軸坐標(biāo)的驗(yàn)算 30 3 4 3 傳動(dòng)軸直徑的確定 32 3 4 4 繪制坐標(biāo)檢查圖 33 3 5 手柄軸的選擇 34 3 6 軸 齒輪 軸承 鍵的校核 34 3 6 1 軸的校核 34 3 6 2 齒輪的校核 36 3 6 3 軸承的校核 39 3 6 4 鍵的校核 40 3 6 5 繪制主軸箱裝配圖及零件圖 41 3 6 6 主軸箱前蓋 后蓋及箱體補(bǔ)充加工設(shè)計(jì) 41 結(jié) 論 42 致 謝 43 參考文獻(xiàn) 44 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 前言 本人設(shè)計(jì)的課題 ZH1115W 柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱 設(shè)計(jì) 課題來(lái)源于鹽城市江動(dòng)集團(tuán) 在完成 三圖一卡 的基礎(chǔ)上 主要完成 左主軸箱的設(shè)計(jì) 為了保證零件的加工精度 所設(shè)計(jì)的機(jī)床有以下特點(diǎn) a 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 維修及調(diào)整便利 b 加工精度符合零件圖要求 c 主軸箱滿足機(jī)床總體方案的要求 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向 功率 坐標(biāo)要求 d 自動(dòng)化程度高 勞動(dòng)強(qiáng)度低 e 配置靈活 我國(guó)加入 WTO 以后 制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 組合機(jī)床行業(yè)企業(yè) 適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略 采取了積極的應(yīng)對(duì)策略 出現(xiàn)了產(chǎn) 銷兩旺的良好勢(shì)頭 截至 2002 年 9 月份 組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床產(chǎn)品一項(xiàng) 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已 達(dá) 800 余臺(tái) 產(chǎn)值達(dá) 3 個(gè)億以上 較 2001 年同比增長(zhǎng)了 10 以上 另外組合 機(jī)床行業(yè)工業(yè)增加值 產(chǎn)品銷售率 全員工資總額 出口交貨值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均 有不同程度的增長(zhǎng) 新產(chǎn)品 新技術(shù)較去年均有大幅度提高 可見(jiàn)行業(yè)企業(yè)運(yùn) 營(yíng)狀況良好 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì) 主要設(shè)計(jì)內(nèi) 容是左主軸箱設(shè)計(jì) 在對(duì)組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)之前 需對(duì)被加工零件孔的分 布情況及所要達(dá)到的要求進(jìn)行分析 如各部件尺寸 材料 形狀 硬度及加工 精度和表面粗糙度等內(nèi)容 然后還必須深入基層進(jìn)行實(shí)地考察 摸索主軸箱的 工作原理 接下來(lái)是總體方案的設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制 三圖 一卡 即繪制被加工零件圖 加工示意圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 編制生產(chǎn)率計(jì)算 卡 最后 就是技術(shù)設(shè)計(jì)和工作設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)總體設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的 三圖一卡 設(shè)計(jì)主軸箱等專用部件正式總圖 工作設(shè)計(jì)即繪制各個(gè)專用部件 的施工圖樣 編制各零部件明細(xì)表 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是 ZH1115W 柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左 主軸箱的設(shè)計(jì) 主軸箱設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要傳動(dòng)部分 首先根據(jù) 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 已知條件和被加工零件的具體結(jié)構(gòu)特征 確定各軸的排布方案 結(jié)構(gòu) 材料 轉(zhuǎn)向 配合關(guān)系等 保證各軸互不干涉 軸的排布方案是多種多樣的 通過(guò)比 較選擇最佳的一種 然后選擇傳動(dòng)箱的規(guī)格 型號(hào) 確定好軸的排布方案及各 種技術(shù)參數(shù)后 再選擇其它各種零件 盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件 降低制造成本 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 通過(guò)大量的參觀實(shí)習(xí)和相關(guān)資料的查閱 考慮到實(shí)際生產(chǎn) 條件 并從機(jī)床的合理性 經(jīng)濟(jì)性 工藝性 實(shí)用性及對(duì)被加工零件的具體要 求出發(fā) 確定了這個(gè)設(shè)計(jì)方案 在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下 最終完成了這一 課題的設(shè)計(jì) 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2 1 總體方案論證 本設(shè)計(jì)的加工對(duì)象為 ZH1115W 柴油機(jī)氣缸體 材料是 HT250 硬度 HB190 240 柴油機(jī)氣缸體示意圖如圖 ZH1115 002 所示 2 1 1 工藝路線的確立 根據(jù)先粗后精 先基準(zhǔn)面后其它表面 先主要表面后次要表面的機(jī)械加工 工序安排的設(shè)計(jì)原則 對(duì) ZH1115 柴油機(jī)氣缸體的工藝路線作如下設(shè)計(jì) 工序 1 粗銑底 頂端面 工序 2 粗銑左 右端面 工序 3 粗銑前 后端面 工序 4 半精銑底 頂端面 工序 5 半精銑左 右端面 工序 6 半精銑前 后端面 工序 7 粗鏜孔 工序 8 半精鏜孔 工序 9 精鏜孔 工序 10 鉆左面 右面 后面的孔 工序 11 攻絲 工序 12 鉆上面 下面 前面的孔 工序 13 攻絲 工序 14 最終檢驗(yàn) 本工序 第 7 道 加工內(nèi)容 1 粗鏜曲軸孔 91 121 倒角 1 6 45 192 倒角 2 54 30 表面粗糙度均為 12 5 2 粗鏜上下平衡軸孔 2 57 表面粗糙度 12 5 3 粗鏜凸輪軸孔 33 53 1 6 45 表面 粗糙度均為 12 5 4 粗鏜氣缸孔 123 表面粗糙度 6 3 倒角 4 15 124 表面粗糙度 3 2 129 表面粗糙度 6 3 5 鉆起動(dòng)軸孔 33 表面 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 粗糙度 12 5 倒角 2 45 6 鉆調(diào)速軸孔 22 表面粗糙度 12 5 倒角 2 5 45 各孔的位置精度及具體要求詳見(jiàn) ZH1105W 氣缸體的零件圖 2 1 2 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 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 考慮到我們的加工面為三面粗鏜 左面 右面和后面 定為基準(zhǔn)為底面 故選擇 ZH1115W 組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)為臥式 臥式平放比較方便 也減輕了工人的 勞動(dòng)強(qiáng)度 又考慮到機(jī)床運(yùn)行的平穩(wěn)性 故選用臥式組合機(jī)床 2 1 3 定位基準(zhǔn)的選擇 本機(jī)床加工為單工位加工 也就是一次安裝下進(jìn)行 10 個(gè)孔的加工 本機(jī)床 加工時(shí)采用三面定位 底面為主要定位基準(zhǔn)面 限制 6 個(gè)自由度 底面限制了 三個(gè)自由度 右側(cè)面以兩個(gè)支承釘限制兩個(gè)自由度 后側(cè)面有一個(gè)支承釘 限 制剩下的一個(gè)自由度 A 這種定位的特點(diǎn)是 a 可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度 使工件獲得可靠的定位 b 有同時(shí)加工工件兩端面全部孔的可能 既能高度集中工序 又有利于提高兩端面孔的位置精度 c 本定位基準(zhǔn)有利于保證孔的加工精度 使機(jī)床的許多部件實(shí)現(xiàn) 通用化 有利于縮短設(shè)計(jì) 制造周期 降低成本 d 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位 夾緊 并有利于防止切削落于定位基面上 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 限度的工序集中 B 確定夾緊位置應(yīng)注意的問(wèn)題 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 在選擇定位基準(zhǔn)的同時(shí) 要相應(yīng)決定夾壓位置 此時(shí)應(yīng)注意的問(wèn) 題是 a 保證零件夾壓后穩(wěn)定 b 盡量減少和避免零件夾壓后的變形 2 2 確定切削用量及選擇刀具 2 2 1 選擇切削用量 10 個(gè)被加工孔中 由于既有鉆孔加工又有鏜孔加工 所以選擇切 削用量時(shí) 應(yīng)綜合考慮 鉆孔切削用量從文獻(xiàn) 11 的 130 頁(yè)表 6 11 中選取 鏜孔切削用量 從文獻(xiàn) 11 的 130 頁(yè)表 6 15 中選取 由于鉆孔的切削用量與鉆孔深度有關(guān) 鉆 孔時(shí) 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 降低切削 速度主要是為了提高刀具壽命 隨孔深的增加而逐漸遞減 其遞減值按文獻(xiàn) 11 第 131 頁(yè)表 6 12 選取 A 對(duì)左側(cè)面上 5 個(gè)孔的切削用量的選擇 保證進(jìn)給速度相等 a 鉆孔 4 33 通孔 l 30mm 由 d 22 50 硬度大于 190 240HBS 選擇 v 10 18m min f 0 25 0 4mm r 又 d 33mm 取定 v 17 6m min f 0 19mm r 則由文獻(xiàn) 13 知 2 1 vn 10 1000 17 6 33 170r min b 鉆孔 5 22 通孔 l 34mm 由 d 22 50 硬度大于 190 240HBS 選擇 v 10 18m min f 0 25 0 4mm r 又 d 22mm 取定 v 17 7m min f 0 125mm r 則 1000 17 7 22 256r minvn 10 c 鏜孔 1 2 57 由于刀具采用硬質(zhì)合金 加工材料為鑄鐵 v 35 50m min f 0 4 1 5mm r 中選擇 考慮到 取 v 22 9m mim f 0 25mm r 12nfnfv 則 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 1000 22 9 57 128r min 10vnd d 鏜孔 6 53 由于刀具采用硬質(zhì)合金 加工材料為鑄鐵 v 35 50m min f 0 4 1 5mm r 中選擇 考慮到 取 v 22 9m min f 0 23mm r 12nfnfv 則 1000 22 9 53 137r mindv 0 B 對(duì)右側(cè)面上 4 個(gè)孔的切削用量的選擇 由于分兩次進(jìn)給 要同時(shí)考慮進(jìn) 給速度和轉(zhuǎn)速 兩次進(jìn)給轉(zhuǎn)速要相同 同次進(jìn)給保證進(jìn)給速度相同 a 鏜孔 3 192 121 91 由于刀具采用硬質(zhì)合金 加工材料為鑄鐵 v 35 50m min f 0 4 1 5mm r 中選擇 考慮到刀具壽命 加工余量應(yīng)取小一點(diǎn) 故加工 192 孔采用分層切 削 第一次進(jìn)給主要加工 192 孔 取定 v 58 4m min f1 0 5mm r 則 1000 58 4 192 96r mindvn 10 第二次進(jìn)給要同時(shí)鏜 121 91 孔 考慮到軸向切削力 進(jìn)給量應(yīng)選小 一點(diǎn) 取定 v 36 9 27 7m min f2 0 49mm r 則 1000 36 9 121 97r mindvn 10 1000 27 7 91 97r min b 鏜孔 1 2 2 57 由于刀具采用硬質(zhì)合金 加工材料為鑄鐵 v 35 50m min f 0 4 1 5mm r 中選擇 考慮到刀具壽命以及進(jìn)給速度的一致性 取定 v1 19 7m mim f1 0 375mm r 則 1000 22 9 57 110r mindvn 10 同軸轉(zhuǎn)速相同 進(jìn)給速度一致 取定 v2 19 7m min f2 0 44mm r c 鏜孔 33 通孔 l 26mm 由 d 22 50 硬度大于 190 240HBS 選擇 v 10 18m min f 0 25 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 0 4mm r 又 d 33mm 取定第一次進(jìn)給 v1 16 5m min f1 0 3mm r 則 1000 16 5 33 160r mindvn 10 同軸轉(zhuǎn)速相同 進(jìn)給速度一致 取定 v2 16 5m min f2 0 3mm r C 對(duì)后面上 1 個(gè)孔的切削用量的選擇 鏜孔 123 124 129 由于刀具采用硬質(zhì)合金 加工材料為鑄鐵 在 v 35 50m min f 0 4 1 5mm r 中選擇 取定 v 56 4 56 9 59 1m min 12nfnfv 第一次進(jìn)給 取定 f1 0 36mm r 第二次進(jìn)給 取定 f2 0 36mm r 則 1000 56 4 123 146r min dv 0 1000 56 9 124 146r min1n 1000 59 1 129 146r minv 孔的編號(hào)見(jiàn)被加工零件工序圖 ZH1115 003 2 2 2 計(jì)算切削力 切削扭矩及切削功率 根據(jù)文獻(xiàn) 10 的表 6 20 中公式計(jì)算鉆孔 2 2 6 08 2HBDfF 2 3 91T 2 4 vP 740 根據(jù)文獻(xiàn) 9 的 134 頁(yè)表 6 20 中公式計(jì)算鏜孔 2 5 5 07 51HBfaFpZ 2 6 1 6 2 0X 2 7 5 07 fDTp 2 8 612vFPZ 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 式中 F Fz 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 ap 切削深度 mm D 加工 或鉆頭 直徑 mm HB 布氏硬度 HB 得 3 1minaxmaxHBHB HB 223 由以上公式可得 以左邊的 1 2 軸為例 5 07 4 5HBfaFpZ 0 750 51 423142 N 1 65 02 1fpX 1 20 651 8 6 7 DaT 0 50 525 4234 6Nm 19 260ZFvPkw 其余的可以參照以上公式 具體數(shù)值見(jiàn)下表 2 1 表 2 1 孔的切削力 切削扭矩及切削功率 Fx N Fz N F N T N mm P kw 1 2 軸 418 6 1422 5 40540 6 0 5323 4 軸 5827 4 52139 0 9092 5 軸 2799 1 17262 9 0 4541 左邊 6 軸 396 6 1336 2 35410 5 0 4978 1 2 軸 604 53 2172 6 61919 6 192 1288 1 2392 3 229660 2 2 283 121 1288 1 2392 3 144733 7 1 44 右邊 3 軸 91 1288 1 2392 3 108849 4 1 08 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 6 軸 471 3 1630 9 26901 1 0 44 123 530 6 1869 9 114998 7 1 723 124 530 6 1869 9 115933 6 1 739 后面 129 530 6 1869 9 120608 3 1 806 2 2 3 選擇刀具結(jié)構(gòu) 一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理 直接影響機(jī)床的加工精度 生產(chǎn)率及工作情 況 根據(jù)孔的加工精度 加工尺寸 切屑排除以及生產(chǎn)率等因素 當(dāng)被加工孔直徑在 40mm 以上時(shí) 組合機(jī)床上多采用鏜削加工 直徑小于 40mm 時(shí) 一般選用鉆削方法 鉆頭選用高速鋼鉆頭 鏜孔選 用硬質(zhì)合金鏜刀頭 直徑大于 40mm 時(shí) 選用鏜削方法 刀具材料為硬質(zhì)合金 當(dāng)加工階梯 孔時(shí) 選用階梯桿 由于多刀加工 扭矩較大 所以要選用強(qiáng)度較好的刀桿材 料 45 鋼 2 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 三圖一卡 2 3 1 被加工零件工序圖 A 被加工零件工序圖的作用和內(nèi)容 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 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(shuō)明而繪制 的 其主要內(nèi)容包括 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 b 本工序所選用的定位基準(zhǔn) 夾壓部位及夾緊方向 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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 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 B 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng) 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 繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng) a 本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系 b 對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求 對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析 c 當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明 C 工序圖的內(nèi)容及孔的分布 該零件的左面有五個(gè)孔 1 2 孔為上下平衡軸孔 孔的直徑為 57mm 表 面粗糙度 12 5 4 孔為凸輪軸孔 直徑為 33mm 倒角 1 6 45 表面粗糙 度為 12 5 5 孔為調(diào)速軸孔 直徑為 22mm 表面粗糙度為 12 5 6 孔也為凸 輪軸孔 直徑為 53mm 倒角 1 6 45 表面粗糙度均 12 5 該零件的右面有四個(gè)孔 1 2 孔為上下平衡軸孔 直徑為 57mm 表面粗 糙度為 12 5 曲軸孔 3 孔的直徑為 91mm 121mm 192mm 表面粗糙度分別 為 12 5 6 3 6 孔為動(dòng)軸孔 直徑為 33mm 該零件的后面有一個(gè)氣缸孔 表面粗糙度分別為 6 3 3 2 6 3 孔的直徑為 123mm 124mm 129mm 具體加工精度要求見(jiàn)工序圖 ZH1115 002 2 3 2 加工示意圖 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 A 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 在組合機(jī)床加工孔 除用剛性主軸的方案外 其余尺寸和位置精度主要決 定于夾具的導(dǎo)向 因此 正確地選擇導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 確定導(dǎo)向的類型 參數(shù)和精度 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容 也是加工示意圖需要解決的問(wèn)題 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 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 一般取 1 1 5d 查文獻(xiàn) 10 的表 8 4 通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格 對(duì)于加工 57 孔 根據(jù)直徑選擇的導(dǎo)套尺寸為 D 55mm L 55mm 12mm e 46mm l 1217075Dmm 對(duì)于加工 33 孔 根據(jù)直徑選擇的導(dǎo)套尺寸為 D 48mm L 55mm 12mm e 42mm l 1216675 對(duì)于加工 22 孔 根據(jù)直徑選擇的導(dǎo)套尺寸為 D 35mm L 45mm 10mm e 32mm l 12146504Dmm 對(duì)于加工 53 孔 根據(jù)直徑選擇的導(dǎo)套尺寸為 D 55mm L 55mm 12mm e 46mm l 1217075 B 確定主軸 尺寸 外伸尺寸 在該課題中 主軸既有用于鏜孔又有用于鉆孔 鏜孔時(shí)主軸與刀具采用浮 動(dòng)卡頭連接 主軸屬于短主軸 鉆孔時(shí)主軸與刀具采用接桿連接 主軸屬于長(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 由文獻(xiàn) 10 的 43 頁(yè)公式 2 9 410TBd 式中 d 軸的直徑 T 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 N m B 系數(shù) 本課 題中鏜孔主軸為非剛性主軸 取 B 6 2 鉆孔主軸為剛性主軸 取 B 7 3 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 由公式可得 左面 軸 1 d 6 2 32 76mm 取定 d 40 4506 1 軸 2 d 6 2 32 76mm 取定 d 40 軸 4 d 7 3 29 63mm 取定 d 35 439 2 軸 5 d 7 3 22 47mm 取定 d 35 6170 軸 6 d 6 2 31 67mm 取定 d 40 45 右面 軸 1 2 d 6 2 36 41mm 取定 d 40 4916 0 軸 3 d 6 2 50 53mm 取定 d 60 2 軸 6 d 6 2 29 57mm 取定 d 40 4 后面 軸徑 d 7 3 43 02mm 取定 d 60 46083 12 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑 文獻(xiàn) 9 的 44 頁(yè)表 3 6 可得到主軸外伸尺 寸幾接桿莫氏圓錐號(hào) 滾錐主軸軸徑 d 40 時(shí) 主軸外伸尺寸為 D d1 67 48 L 75 滾錐主軸軸徑 d 60 時(shí) 主軸外伸尺寸為 D d1 90 60 L 75 滾珠主軸軸徑 d 40 時(shí) 主軸外伸尺寸為 D d1 67 48 L 135 滾珠主軸軸徑 d 35 時(shí) 主軸外伸尺寸為 D d1 50 36 L 115 C 選擇接桿 浮動(dòng)卡頭 在鉆孔時(shí) 通常都采用接桿 各主軸的外伸長(zhǎng)度和刀具均為定值 為保證 主軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置 須采用軸向可調(diào)整的接桿來(lái)協(xié)調(diào)各 軸的軸向長(zhǎng)度 以滿足同時(shí)加工完成孔的要求 鏜孔時(shí) 采用浮動(dòng)卡頭連接 D 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 L 工的確定 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 L 工 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 L1 和切出長(zhǎng)度 L2 之和 切入長(zhǎng)度一般為 5 10 根據(jù)工件端面的 誤差情況確定 鏜孔時(shí) 切出長(zhǎng)度一般為 5 10mm 根據(jù) d 3 3 8 計(jì)算 式中 d 為鉆頭直徑 所以得出以下結(jié)果 2 左主軸箱 工進(jìn)長(zhǎng)度 34 5 11 50mm工L 右主軸箱 工進(jìn)長(zhǎng)度 一工進(jìn) 34 5 5 44mm 二工進(jìn) 49mm工 工L 后主軸箱 一工進(jìn) 47 5 8 60mm 二工進(jìn) 60mm工 工 b 快速進(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 初步選定三個(gè)主軸箱上 刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度分別為 215 255 和 125 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 三面快速退回長(zhǎng)度分別為 265 348mm 249mm 圖 2 3 為加工示意圖 對(duì)于本機(jī)床的左動(dòng)力部件循環(huán)中 前備量選 40 后備量選 95 對(duì)于本機(jī)床的右動(dòng)力部件循環(huán)中 前備量選 40 后備量選 612 對(duì)于本機(jī)床的后動(dòng)力部件循環(huán)中 前備量選 40 后備量選 345 2 3 3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 A 選擇動(dòng)力部件 a 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 按文獻(xiàn) 10 的 62 頁(yè)公 式 2 10 niF1多 軸 箱 計(jì)算式中 Fi 各主軸所需的 向切削力 單位為 N 則 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 左主軸箱 F 418 6X2 5827 4 2799 1 396 6 9896 3N 右主軸箱 F 604 53X2 1288 1 1288 1 1288 1 471 3 5544 66N 后主軸箱 F 530 6 530 6 530 6 1591 8N 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) 10 的 91 頁(yè)表 5 1 左 右 后面分別選用機(jī)械滑臺(tái) 1HY40 A 型 1HY40 A 型 1HY40 A 型 臺(tái)面寬 400mm 臺(tái)面長(zhǎng) 800mm 滑臺(tái)及滑座總高為 320mm 允許最大進(jìn)給力為 20000N 其相應(yīng)的側(cè) 底座型號(hào)分為 1CC401 1CC401 1CC401 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)文獻(xiàn) 10 的 47切 削P 頁(yè)公式計(jì)算 2 11 切 削多 軸 箱 P 式中 消耗于各主軸的切削功率的總和 Kw 切 削 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 5 8 0 左主軸箱 P 2X0 5323 0 9092 0 4541 0 4978 2 9257KW 則 P 2 9257 0 85 3 442KW 右主軸箱 p 0 69X2 2 283 0 44 4 103KW 則 P 4 103 0 85 4 827KW 后主軸箱 P 1 806KW 則 P 1 806 0 85 2 125KW 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) 10 的 頁(yè)表 5 38 得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 見(jiàn)表 2 2 15 4 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 表 2 2 動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 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 1TD40I Y132S 45 5 1440 720 右主軸箱 1TD40 M 65 5 960 480 后主軸箱 1TD40 3 0 960 480 c 配套通用部件的選擇 側(cè)底座 1CC401 型號(hào) 其高度 H 560mm 寬度 B 600mm 長(zhǎng)度 L 1350mm B 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 h2 70 86 主軸箱最低主軸高度 h1 121 所選滑臺(tái)與滑座總高 h3 320 側(cè)底座高度 h4 560 夾具底座高度 h5 345 中間底座高度 h6 600 綜合以上因素 該組合機(jī)床裝料高度取 H 1060 a 確定夾具輪廓尺寸 夾具是用于定位和夾緊工件的 所以工件輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓 尺寸的依據(jù) 由于加工示意圖中對(duì)工件和靠模桿的距離 以及導(dǎo)套尺寸都作了 規(guī)定 掌握了以上尺寸后 確定夾具總長(zhǎng)尺寸 A A 590 mm 夾具底座高度應(yīng) 視夾具大小而定 既要求保證有足夠的剛性 又要考慮工件的裝料高度 一般 夾具底座高度不小于 240mm 根據(jù)具體情況 本夾具底座取高度為 345mm C 確定中間底座尺寸 根據(jù)選定的動(dòng)力部件及其配套部件的位置關(guān)系 并考慮動(dòng)力頭的前備量因 素 通過(guò)尺寸鏈就可確定中間底座尺寸 L L 2 2 2 2 12 1L23123ll 其中 L1 動(dòng)力頭支承凸臺(tái)尺寸 L2 動(dòng)力頭支承凸臺(tái)端面到滑座前端面加工完了時(shí)距離 由于動(dòng)力頭支承 凸臺(tái)端面到滑座端面最小尺寸和動(dòng)力頭向前備量組成 L3 滑座前端面到床身端面距離取 L 585mm 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 確定中間底高度尺寸時(shí) 應(yīng)考慮鐵屑的儲(chǔ)存及排除電氣接線安排 中間底 座高度一般不小于 540mm 本機(jī)床確定中間底座高度為 600mm D 確定主軸箱輪廓尺寸 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 主軸箱 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) 可按文獻(xiàn) 10 的 49 頁(yè)公式計(jì)算 B b 2b1 2 13 H h h1 b1 2 14 式中 b 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 b1 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 h1 最低主軸高度 其中 h1 還與工件最低孔位置 h2 70 86 機(jī)床裝料高度 H 1060 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) 10 的 50 頁(yè)公式 h1 h2 H 0 5 h3 h4 2 15 計(jì)算 得 h1 140 b 212 33 h 174 取 b1 100 則求出主軸箱輪廓尺寸 B b 2b1 212 33 2 100 412 33 H h h1 b1 174 140 100 414 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 630 500 2 3 4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 A 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Q 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) 9 的 51 頁(yè)公式 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 2 16 ktAQ 得 h 87 1046 50件 B 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) 單TQ601 式中 生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間 min 可按下式計(jì)算 單 裝移快 退快 進(jìn)停輔切單 tVLtVLt kfff21 式中 分別為刀具第 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 單位為 mm 21L 分別為刀具第 工作進(jìn)給量 單位為 mm min ffV 當(dāng)加工沉孔 止口 锪窩 倒角 光整表面時(shí) 滑臺(tái)在死擋鐵上的停停t 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 分別為動(dòng)力部件快進(jìn) 快退行程長(zhǎng)度 單位為 mm 快 退快 進(jìn) L 動(dòng)力部件快速行程速度 用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取 5 6m min 用液壓動(dòng)kfV 力部件時(shí)取 3 10m 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 移t 工件裝 卸 包括定位或撤銷定位 夾緊或松開(kāi) 清理基面或切屑裝 卸 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 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 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Q 1 須重新選擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計(jì)方案 已知 粗鏜左面孔 50mm 32mm 1L1fV 25Lm 快 進(jìn) 265m 快 退 粗鏜右面孔 48mm 49mm mm 48mm411f 2L2fV 快 進(jìn) 38L快 退 粗鏜后面 1160 5 6 infmV 22 ifL mL125 快 進(jìn) 245L 快 退 左面孔 5018 6in32fttV 機(jī) 工 進(jìn) 停 520 15 68minkfLtt 快 進(jìn) 快 退 移輔 裝 卸 1 62 83 mintt 切 輔總 單 右面孔 492 i87fLttV 機(jī) 工 進(jìn) 停 5340 15 7min6kftt 快 進(jìn) 快 退 移輔 裝 卸 2 831 72intt 切 輔總 單 后面孔 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 60182 34min52 6fLttV 機(jī) 工 停 50 51 62ikftt 快 進(jìn) 快 退 移輔 裝 卸 1 62 34 2intt 切 輔總 單 共計(jì)所用時(shí)間如下 5mT 輔切總 實(shí)際生產(chǎn)率 1013 24 Qh總 件 C 機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng) Q Q 時(shí)候 機(jī)床負(fù)荷率為二者之比 1 由文獻(xiàn) 10 的 51 頁(yè)公式得機(jī)床負(fù)荷率 10 872 34 總 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為 0 75 0 90 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 3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的課題是 ZH1115W 柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜臥式組合機(jī)床左主軸箱部 分的設(shè)計(jì) 由總體設(shè)計(jì)部分可知 需設(shè)計(jì)的主軸箱輪廓尺寸都為 630 500 屬 于大型通用主軸箱 結(jié)構(gòu)典型 能利用通用的箱體和傳動(dòng)件 采用通用主軸 借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來(lái)保證被加工孔的位置精度 大型通用主軸箱由通用零件如箱體 主軸 傳動(dòng)軸 齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組 成 標(biāo)準(zhǔn)通用臥式鉆孔類主軸箱的厚度是一定的 為 325mm 本課題中主軸箱 由箱體 前蓋和后蓋三個(gè)部分組成 箱體材料為 HT200 前 后蓋等材料為 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 HT150 箱體的標(biāo)準(zhǔn)厚度為 180mm 前蓋厚度為 55mm 后蓋厚度為 90mm 齒輪有傳動(dòng)齒輪 動(dòng)力箱齒輪和電動(dòng)機(jī)齒輪三種 通用主軸箱設(shè)計(jì)的順序是 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 確定主軸結(jié)構(gòu) 軸徑及齒輪 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 繪制主軸箱總圖 零件圖及編制組件明細(xì)表 具體內(nèi)容如下 3 1 繪制主軸箱原始依據(jù)圖 主軸箱依據(jù)圖是根據(jù) 三圖一卡 繪制的 圖 3 1 所示為三面臥式鏜孔組合機(jī)床左主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 表 3 1 所示 為各主軸外伸尺寸及各孔的切削用量 圖 3 1 左主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 表 3 1 主軸外伸尺寸及孔的切削用量 軸 號(hào) D d L 工序內(nèi)容 n r min v m min f mm r 1 67 48 75 鏜 57 128 22 9 0 25 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 2 67 48 75 鏜 57 128 22 9 0 25 4 50 36 135 鉆 33 170 17 6 0 19 5 50 36 115 鉆 22 256 17 7 0 125 6 67 48 75 鏜 53 137 22 9 0 23 3 2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算 3 2 1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)的選擇包括軸承型式的選擇和鉆頭結(jié)構(gòu)的選擇 軸承型式是主軸 部件結(jié)構(gòu)的主要特征 主軸進(jìn)行鉆削加工 軸向切削力較大 用推力球軸承承 受軸向力 用深溝球軸承承受徑向力 又因鉆削時(shí)軸向力是單向的 因此推力 球軸承應(yīng)安排在主軸前端 主軸采用滾珠主軸 前支承為推力球軸承 深溝球 軸承 后支承滾錐軸承 主軸進(jìn)行鏜削時(shí) 前后支承均為滾錐軸承 鉆孔采用滾珠軸承長(zhǎng)主軸是因?yàn)殚L(zhǎng)主軸其軸頭內(nèi)孔較長(zhǎng) 可增大與刀具尾 部連接的接觸面 因而增強(qiáng)刀具與主軸的連接剛度 減少刀具前端下垂 3 2 2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定 主軸直徑已在總體設(shè)計(jì)部分初步確定 見(jiàn) 2 3 2 按同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不多于兩種的原則 用類比法確定齒輪模 數(shù) 在次之前可先由文獻(xiàn) 9 的 P62 頁(yè)下式估算 3 1 3 2 0 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 因此確定本次設(shè)計(jì)的齒數(shù)模數(shù)為 3 4 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 3 3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 多軸箱傳動(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(lái) 使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和 轉(zhuǎn)向 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 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 應(yīng)盡量用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸 當(dāng)齒輪嚙合中心距不 符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可采用齒輪變位的方法來(lái)湊中心距 通常應(yīng)避免主軸帶動(dòng)主軸 否則將增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷 b 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 1 2 最佳傳動(dòng)比 1 1 1 5 后蓋內(nèi)傳動(dòng)比允許取至 1 3 1 3 5 避免用升速傳動(dòng) c 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)在第 排 以減少主軸端的彎曲變形 d 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(kāi)始 就分兩 條傳動(dòng)路線 以免影響加工精度 e 剛性鏜孔主軸上的齒輪 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 f 驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不能超過(guò)兩根 以免給裝配帶來(lái)困難 3 3 1 根據(jù)原始依據(jù)圖計(jì)算坐標(biāo)尺寸 根據(jù)原始依據(jù)圖 3 2 計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸 主軸的坐標(biāo)尺寸 如下表 3 2 所示 表 3 2 左主軸箱驅(qū)動(dòng)軸 主軸坐標(biāo)值 左主 軸箱 坐標(biāo) 銷 O1 驅(qū)動(dòng)軸 0 主 軸 1 主 軸 2 主 軸 4 主 軸 5 主 軸 6 X 0 000 265 000 172 000 172 000 191 620 265 000 384 330 Y 0 000 129 500 307 930 133 930 228 950 133 900 121 050 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 3 3 2 擬訂主軸箱傳動(dòng)路線 左主軸箱有 5 根主軸 這 15 根主軸分別為 1 2 4 5 6 傳動(dòng)軸分別 為 7 8 9 10 11 12 13 14 15 油泵軸 16 由傳動(dòng)軸 13 傳動(dòng) 具體傳動(dòng)路線見(jiàn)圖 3 2 圖 3 2 左主軸箱傳動(dòng)樹(shù)形圖 3 3 3 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)方案擬訂之后 通過(guò) 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 A 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(jiàn) 表 3 4 所示 表 3 3 左主軸箱主軸轉(zhuǎn)速 r min 主 軸 0 1 2 4 5 6 轉(zhuǎn) 速 720 128 128 170 256 137 a 左主軸箱總傳動(dòng)比 01 28 7i 436 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 5260 37oi 619 B 各軸傳動(dòng)比分配 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(guò) 大的要求 最后一級(jí)齒輪取升速 a 主軸箱各軸傳動(dòng)比分配 軸 1 36 08 i85 7 i14 7 i76 0 i10 7i 軸 2 141 452 43 213 i 軸 4 36 08 i 85 07 i7 40 i 軸 5 163 軸 6 80 i 93 8i 8i b 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 文獻(xiàn) 9 的 61 65 頁(yè) 3 2 主從從主 nzu 3 3 zSmA2 2 從主 3 4 主從從從主 nu 3 5 從主主主從 z 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 3 6 1 2 2umAnzmAz 從主從主 3 7 zz 1 主從主從 式中 嚙合齒輪副傳動(dòng)比 u 嚙合齒輪副齒數(shù)和 zS 分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù) 從主 分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速 單位為 r min 從主 n 齒輪嚙合中心距 單位為 mm A 齒輪模數(shù) 單位為 mm m C 確定齒輪齒數(shù) Z 右上角的點(diǎn)數(shù)表 示齒輪所在的排數(shù) a 確定中間傳動(dòng)軸 7 的位置 配 7 軸與主軸 4 5 及傳動(dòng)軸 8 11 連接的 Z4 Z7 Z5 Z7 Z7 Z8 Z11 Z7 四對(duì)齒輪 通過(guò)公式 3 2 及傳動(dòng)比 i8 7 0 85 i7 4 0 77 i 7 5 1 163 i7 11 1 14 取 m 3 可得到齒輪齒數(shù) Z4 54 Z5 36 Z7 42 Z7 41 Z 7 33 Z 11 36 Z8 28 b 確定中間傳動(dòng)軸 9 的位置 配 9 軸與主軸 6 及傳動(dòng)軸 8 連接的 Z8 Z9 Z6 Z9 兩對(duì)齒輪 利用公式 2 2 及傳動(dòng)比 取 m 3 可得到齒輪齒數(shù) Z6 52 Z8 28 Z 9 30 Z9 30 c 確定中間傳動(dòng)軸 10 的位置 配 10 軸與主軸 1 及傳動(dòng)軸 11 連接的兩對(duì)齒 輪 用求傳動(dòng)軸配對(duì)的齒輪相同的方法 求得與傳動(dòng)軸 10 配對(duì)的 4 6 的齒數(shù) Z10 29 Z1 43 Z11 36 模數(shù) m 3 d 確定中間傳動(dòng)軸 8 的位置 配 8 軸與驅(qū)動(dòng)軸 0 及傳動(dòng)軸 7 9 連接的三對(duì) 齒輪 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 用上述同樣的方法 求得與中間傳動(dòng)軸 8 配對(duì)的驅(qū)動(dòng)軸 0 的齒輪齒數(shù)分別 為 Z0 21 Z8 59 模數(shù)均為 4 其余以在前面確定 e 確定中間傳動(dòng)軸 14 的位置 配 14 軸與驅(qū)動(dòng)軸 0 及傳動(dòng)軸 15 連接的兩對(duì) 齒輪 用上述同樣的方法 求得與中間傳動(dòng)軸 14 配對(duì)的驅(qū)動(dòng)軸 0 及傳動(dòng)軸 15 上 的兩對(duì)齒輪齒數(shù)分別為 Z14 18 Z15 18 模數(shù)均為 4 f 確定中間傳動(dòng)軸 12 的位置 配 12 軸與傳動(dòng)軸 15 13 連接的兩對(duì)齒輪 齒數(shù)分別為 Z15 18 Z12 33 模數(shù)均為 4 g 確定中間傳動(dòng)軸 13 的位置 配 13 軸與主軸 2 及傳動(dòng)軸 12 連接的兩對(duì)齒 輪 齒數(shù)分別為 Z12 22 Z13 50 Z13 34 Z2 21 模數(shù)均為 3 D 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速128413629700 5 min59nr 2 454 16 i34r52870 7n9n 60 mi5r 轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在 5 以內(nèi) 符合設(shè)計(jì)要求 E 采用 B ZIR12 2 型葉片液壓泵 由中間傳動(dòng)軸經(jīng)一對(duì)齒輪傳動(dòng)218207063 in351nr 泵 葉片液壓泵轉(zhuǎn)速在 550 800 之間 滿足要求 3 4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 繪制坐標(biāo)檢查圖 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)檢查齒輪的排列 結(jié)構(gòu)的布置是否正確合理 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 3 4 1 計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo) 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 由于與二軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算方法運(yùn)用較多 下面簡(jiǎn)單介紹其計(jì)算步 驟 計(jì)算公式如下 根據(jù)文獻(xiàn) 10 的 171 頁(yè) 設(shè) ABX YXji123 B1JC0ILabc R 圖 3 5 軸和傳動(dòng)軸坐標(biāo)關(guān)系 則 3 8 2BAL 3 9 21IRJI 因?yàn)?LBac 00sini 3 10 Ao 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 所以 LBJAIcJIA 00231 sincoaB sin 還原到 X0Y 坐標(biāo)系中去 則 c 點(diǎn)坐標(biāo) LAJBIYXA 1 10 軸 1034291082mRZm cosX coscs375 62x 2116 y 075247 6x 14 30915y 即 26 11 軸 10276 mRZm 1siny sin 5sin1043 8 21175 3x 0462 8 1 9 40y 即 3285 8 軸 035216mRZm 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 1sinyR 1sin60si3491 07yR 2113 9x 0265 9x 019 72 y 即 8 7 9 軸 9632322mRZm 1siny sin1si5 4 21185 x 6349470 2 012 13y 即 97 7 軸 45242mRZm 1siny sin1si 3 1 2113 96x 4 05 8 128 524y 即 730 4 14 軸 018172mRZm 1siny sin8si639 2yR 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 21134 97xRy 065230 x 01296 5 78y 即 2 8 15 軸 15487mRZm siny sin2si3 6 2117 9xRy 14230 7 915 x 5860y 即 12 軸 152312mRZm siny sin0si8 5 21197xRy 158 976 x 16 03 58 6y 即 26 3 13 軸 112 53482 5mRZm siny sinsin760 21190 x 27281 21 319 6y 即 38 6 根據(jù)以上的計(jì)算 得到中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)如表 3 4 所示 表 3 4 左主軸箱傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果 西安理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 坐 標(biāo) 傳動(dòng)軸 7 傳動(dòng)軸 8 傳動(dòng)軸 9 傳動(dòng)軸 10 傳動(dòng)軸 11 傳動(dòng)軸 12 傳動(dòng)軸 13 傳動(dòng)軸 14 傳動(dòng)軸 15 X 305 580 396 900 470 220 247 620 322 850 61 120 81 980 230 030 158 120 Y 225 84 220 070 173 240 353 910 340 040 87 630 193 600 59 780 56 100 3 4 2 傳動(dòng)軸坐標(biāo)的驗(yàn)算 10 軸 1034291082mRZm 210847 65 7 9 2A 誤差在 0 001 0 009 之間 不用變位齒輪 11 軸 1032976 52mRZm 276 53 847 6 140 49021A 誤差在 0 001 0 009 之間 不用變位齒輪 8 軸 8035921602mRZm 16039 6 75 7RA 誤差太大 采用變位齒輪 9 軸 963052132mRZm 2123470 8 17 4 960 7RA 誤差在 0 00