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廣 東 海 洋 大 學(xué) 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 設(shè) 計(jì) 中 期 報(bào) 告 學(xué) 生 用 表 使 用 屆 別 2007 屆 學(xué)號(hào) 200310211335 姓名 余輝燦 院 系 工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化 課題 名稱 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 指導(dǎo) 教師 李作全 簡述開題 以來所做 的具體工 作和取得 的進(jìn)展或 成果 畢業(yè)設(shè)計(jì)以來 我查閱了很多組合機(jī)床的相關(guān)書籍 經(jīng)過實(shí)習(xí)到現(xiàn)場觀察 了解熟悉組合機(jī)床的生產(chǎn)和多軸箱的結(jié)構(gòu) 經(jīng)過對原始數(shù)據(jù)的要求 根據(jù)被加 工零件圖的加工要求繪制加工工序圖 確定初步設(shè)計(jì)方案 根據(jù)三圖一卡要求 確定了多軸箱的尺寸參數(shù) 畫好了多軸箱的原始依據(jù)圖和加工示意圖 根據(jù)多 軸箱的動(dòng)力計(jì)算 得出了所需切削力和功率等數(shù)據(jù) 由此選定了動(dòng)力箱的型號(hào) 確定了主軸驅(qū)動(dòng)軸等一系列尺寸 根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)的計(jì)算 確定了各級(jí)齒輪的模 數(shù) 齒數(shù)和轉(zhuǎn)速 并對各級(jí)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了強(qiáng)度校核 畫出了傳動(dòng)系統(tǒng)圖 計(jì) 算出了各個(gè)軸的坐標(biāo) 存在的 具體問題 設(shè)計(jì)過程中 在指導(dǎo)教師的幫助下發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題 齒輪的設(shè)計(jì)存在 不合理的地方 設(shè)計(jì)主軸直徑和齒輪時(shí)沒有考慮齒輪以及軸的干涉問題 傳動(dòng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也有不少問題 下一步工 作具體設(shè) 想與安排 下一步準(zhǔn)備查閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊與組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 對主軸箱整 體構(gòu)造有大致了解 根據(jù)已經(jīng)畫的傳動(dòng)系統(tǒng)圖 最后確定主軸及主軸組件的尺 寸 齒輪尺寸等數(shù)據(jù) 查出相關(guān)的尺寸數(shù)據(jù)畫出多軸箱總體裝配圖 并完成相 關(guān)零件圖的設(shè)計(jì) 撰寫設(shè)計(jì)說明書 并畫出加工演示動(dòng)畫 指導(dǎo)教師 意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 1 廣 東 海 洋 大 學(xué) 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 學(xué) 生 用 表 使 用 屆 別 2007 屆 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 題目 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào) 200310211335 姓名 余輝燦 院 系 工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 李作全 所在單位 部門 機(jī)械系工程中心 職稱 副教授 1 項(xiàng)目研究背景 組合機(jī)床和組合機(jī)床自動(dòng)線是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備 目前 由于它仍 是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效 高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備 因而被廣泛應(yīng)用于汽車 拖拉機(jī) 內(nèi) 燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 其中 特別是汽車工業(yè) 是組合機(jī)床和自動(dòng)線最大的用戶 如 德國大眾汽車廠在 Salzgitter 的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠 90 年代初 所采用的金屬切削機(jī)床主要是自動(dòng)線 60 組合機(jī)床 20 和加工中心 20 顯然 在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè) 部門 大量采用的設(shè)備是組合機(jī) 床和自動(dòng)線 因此 組合機(jī)床及其自動(dòng)線的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平 在很大 程度上決定了這些 工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率 產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu) 也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品 的競 爭力 現(xiàn)代組合機(jī)床和自動(dòng)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品 它是控制 驅(qū)動(dòng) 測量 監(jiān)控 刀具和機(jī)械 組件等技術(shù)的綜合反映 近 20 年來 這些技術(shù)有長足進(jìn)步 同時(shí)作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi) 燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化 其 產(chǎn)品市場壽命不斷縮短 品種日益增多且質(zhì)量不斷提高 這些因素 有力地推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床和自動(dòng)線技術(shù)的不斷發(fā)展 組合機(jī)床及其自動(dòng)線所使用的通用部件是具有特定功能 按標(biāo)準(zhǔn)化 系列化 通用化原則設(shè)計(jì) 制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件 每種通用部件有合理的規(guī)則尺寸系列 有適當(dāng)?shù)募夹g(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān) 系 組合機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能要求配套液壓 氣壓和電控等系統(tǒng)使其適合高效率 高精度 自動(dòng) 化控制的現(xiàn)代生產(chǎn)要求 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ) 配以少量專用部件 對一種或若干種工件按預(yù)定的工序進(jìn)行加工 的機(jī)床 它能夠?qū)α慵M(jìn)行多刀 多軸 多面 多工位同時(shí)加工 在組合機(jī)床上可以完成鉆孔 擴(kuò)孔 鉸孔 鏜孔 攻絲 車削 磨削及滾壓等工序 隨著組合機(jī)床的技術(shù)的發(fā)展 它能完成的工藝范圍日 益擴(kuò)大 在組合機(jī)床自動(dòng)線上可以完成一些非切削工序 例如 打印 清洗 熱處理 簡單的裝配 試驗(yàn)和在線自動(dòng)檢查等工序 組合機(jī)床是基于工序集中的工藝原則發(fā)展起來的 工序集中是機(jī)械加工近代的主要發(fā)展方向之一 在組合機(jī)床上運(yùn)用多種不同的刀具 采用多面 多工位和復(fù)合刀具等方法對一個(gè)或幾個(gè)零件完成復(fù)雜 的工藝過程 從而有效的提高生產(chǎn)率 取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 2 項(xiàng)目研究意義 多軸箱是組合機(jī)床的主要組成部件之一 按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì) 由通用零件組 成 其主要作用是根據(jù)被加工零件的加工要求 安排各主軸的位置 并將動(dòng)力由電機(jī)動(dòng)力部件傳給各 工作主軸 使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 本設(shè)計(jì)由指導(dǎo)老師根據(jù)柳州汽車制造廠在生產(chǎn)后輪殼零件的生產(chǎn)實(shí)踐中對提高生產(chǎn)率的要求而提 2 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 題目 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào) 200310211335 姓名 余輝燦 院 系 工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 李作全 所在單位 部門 機(jī)械系工程中心 職稱 副教授 出 具體要求參照零件圖 本設(shè)計(jì)按照大批量生產(chǎn)綱領(lǐng) 設(shè)計(jì)一個(gè)多刀雙工位加工的多軸箱 多軸箱按其結(jié)構(gòu)的大小可分為大型多軸箱和小型多軸箱兩類 大型又分為通用 亦稱標(biāo)準(zhǔn) 多軸 箱和專用多軸箱兩種 專用多軸箱根據(jù)加工零件特點(diǎn)和加工工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì) 由大量的專用零件組 成 其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和通用機(jī)床類似 本設(shè)計(jì)針對被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求 按高度集中工序原則 對加工后輪殼零件的專用機(jī)床 多軸箱進(jìn)行設(shè)計(jì) 主要進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 通用部件的選用 裝配體的設(shè)計(jì) 及強(qiáng)度校核和干涉檢 查 擬解決的關(guān)鍵問題是干涉問題 3 項(xiàng)目工作內(nèi)容 繪制被加工零件工序圖 加工示意圖及多軸箱原始依據(jù)圖 完成多軸箱結(jié)構(gòu)型 式的選擇和動(dòng)力計(jì)算 完成傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 繪制多軸箱總圖和非標(biāo)零件圖 設(shè)計(jì)方案和計(jì)算正確 敘述合理 圖紙符合制圖規(guī)范 翻譯一篇有關(guān)的外文資料 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 10000 字左右 參 考 文 獻(xiàn) 1 李益明 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1993 2 叢 鳳 延 主 編 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1994 3 東 北 大 學(xué) 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊 北 京 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 1999 4 吳 克 堅(jiān) 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2003 5 徐 灝 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 1975 6 馮 辛 按 主 編 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 12 7 左 宗 義 主 編 畫 法 幾 何 與 機(jī) 械 制 圖 廣 州 華 南 理 工 出 版 社 2001 9 8 吉 林 工 業(yè) 大 學(xué) 吉 林 工 學(xué) 院 東 北 工 學(xué) 院 主 編 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 下 冊 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1980 9 李啟炎 李光耀 主編 SolidWorks2003 三維設(shè)計(jì)教程 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 10 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1975 11 大連組合機(jī)床研究所編 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 12 Chemov N Machine Tools Mir Publishers 1984 13 Edwards Jr K S McKee R B Fundamentals of Mechanical Component Design McGrawHill 1991 3 工 作 計(jì) 劃 進(jìn) 程 表 時(shí) 間 工 作 內(nèi) 容 第 4 至 8 周 第 9 至 14 周 第 15 周 根據(jù)開題報(bào)告的要求 了解課題 熟悉相關(guān)資料 仔細(xì)閱讀有關(guān)書 籍 上網(wǎng) 到圖書館查閱有關(guān)資料 到海大工程訓(xùn)練中心現(xiàn)場熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu) 到珠三角有關(guān)工廠熟悉多軸箱 結(jié)構(gòu) 完成傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 多軸箱裝配圖設(shè)計(jì)和非標(biāo)零件圖設(shè)計(jì) 整理資料 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 準(zhǔn)備參加畢業(yè)答辯 選題是否合適 是 否 方案是否可行 是 否 進(jìn)程是否合理 是 否 任務(wù)能否完成 能 不能 指導(dǎo)教師 簽字 年 月 日 選題是否合適 是 否 方案是否可行 是 否 進(jìn)程是否合理 是 否 任務(wù)能否完成 能 不能 指導(dǎo)小組組長 簽字 年 月 日 廣東海洋大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機(jī)床多 軸箱設(shè)計(jì) 工 院 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自 動(dòng)化 專業(yè) 03 級(jí) 學(xué)生姓名 余輝燦 指導(dǎo)教師 李作全 職稱 副教授 起訖日期 2007 年 3 月 26 號(hào) 2007 年 6 月 12 號(hào) 地 點(diǎn) 科技樓設(shè)計(jì)室 發(fā)任務(wù)書日期 2007 年 1 月 17 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要求 通 過 設(shè) 計(jì) 加 工 后 輪 殼 零 件 8 20 孔專用機(jī)床多軸箱 培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)基本 知識(shí) 基本理論 基本方法和基本技能 分析問題和解決問題的能力 原始數(shù)據(jù) 加工后輪殼零件 具體要求參考柳州汽車制造廠后輪殼零件圖 大量生產(chǎn) 工作要求 繪制被加工零件工序圖 加工示意圖及多軸箱原始依據(jù)圖 完成多軸箱結(jié)構(gòu)型 式的選擇和動(dòng)力計(jì)算 完成傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 繪制多軸箱總圖和非標(biāo)零件圖 設(shè)計(jì)方案和計(jì)算正確 敘述合理 圖紙符合制圖規(guī)范 翻譯一篇有關(guān)的外文資 料 認(rèn)真撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10000 字左右 圖紙內(nèi)容及張數(shù) 1 被加工零件工序圖 一張 2 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 一張 3 加工示意圖 一張 3 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖 一張 4 多軸箱裝配圖 一張 5 零件圖 一套 上述圖紙必須用計(jì)算機(jī)繪圖和電子文檔方式來完成 實(shí)物內(nèi)容及要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)光盤一張 其 他 參考文獻(xiàn) 1 李益明 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1993 2 叢 鳳 延 主 編 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1994 3 東 北 大 學(xué) 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊 北 京 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 1999 4 吳 克 堅(jiān) 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2003 5 徐 灝 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 1975 6 馮 辛 按 主 編 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 12 7 左 宗 義 主 編 畫 法 幾 何 與 機(jī) 械 制 圖 廣 州 華 南 理 工 出 版 社 2001 9 8 吉 林 工 業(yè) 大 學(xué) 吉 林 工 學(xué) 院 東 北 工 學(xué) 院 主 編 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 下 冊 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1980 9 李啟炎 李光耀 主編 SolidWorks2003 三維設(shè)計(jì)教程 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 2003 10 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1975 11 大連組合機(jī)床研究所編 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 12 Chemov N Machine Tools Mir Publishers 1984 13 Edwards Jr K S McKee R B Fundamentals of Mechanical Component Design McGrawHill 1991 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃 起訖日期 工 作 內(nèi) 容 備注 第 4 至 8 周 第 9 至 14 周 第 15 周 根據(jù)開題報(bào)告的要求 了解課題 熟悉相關(guān)資 料 仔細(xì)閱讀有關(guān)書籍 上網(wǎng) 到圖書館查閱有關(guān) 資料 到海大工程訓(xùn)練中心現(xiàn)場熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu) 到珠三角 有關(guān)工廠熟悉多軸箱結(jié)構(gòu) 完成傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 多軸箱裝配圖設(shè)計(jì)和非標(biāo)零件 圖設(shè)計(jì) 整理資料 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 準(zhǔn)備參加畢業(yè)答 辯 設(shè)計(jì)室 圖書館 主校區(qū)工程訓(xùn) 練中心 珠三 角 設(shè)計(jì)室 設(shè)計(jì)室 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) Spindle Box of Modular Machine Tool Design for Machining Rear Wheel 8 20 Holes 學(xué)生姓名 余輝燦 所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 所在班級(jí) 2003 級(jí)機(jī)制 3 班 申請學(xué)位 工程學(xué)士學(xué)位 指導(dǎo)教師 李作全 職稱 副教授 答辯時(shí)間 2007 年 6 月 13 日 目 錄 目 錄 設(shè)計(jì)總說明 I INTRODUCTION II 1 組合機(jī)床概述 1 2 組合機(jī)床多軸箱概述 2 2 1 組合機(jī)床多軸箱的用途及分類 2 2 2 通用多軸箱的組成和通用部件 2 2 2 1 通用多軸箱的組成 3 2 2 2 多軸箱的通用零件 3 2 2 2 1 箱體 3 2 2 2 2 通用主軸和傳動(dòng)軸 3 2 2 2 3 通用齒輪 4 3 多軸箱的主軸結(jié)構(gòu)和動(dòng)力計(jì)算 4 3 1 多軸箱輪廓尺寸的確定 4 3 2 多軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) 4 3 2 1 被加工零件工序圖 4 3 2 2 加工示意圖 5 3 3 多軸箱主軸的型式與直徑的確定和多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 7 3 3 1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 7 3 2 2 主軸直徑和 齒輪模數(shù)的初步確定 7 3 4 多軸箱的動(dòng)力計(jì)算和動(dòng)力箱的選擇 10 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 4 1 傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 11 4 2 主軸分布類型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 4 2 1 主軸分布類型 12 4 2 2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 12 4 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算 12 4 3 1 傳動(dòng)齒輪和軸的計(jì)算 12 4 3 1 1 驅(qū)動(dòng)軸 10 與傳動(dòng)軸 9 齒輪計(jì)算 14 4 3 1 2 傳動(dòng)軸 9 與主軸齒輪計(jì)算 14 4 3 1 3 油泵傳動(dòng)軸的計(jì)算 15 4 3 1 4 模數(shù)的校核確定 15 4 3 2 軸承的計(jì)算 15 4 3 3 各軸直徑的初定 17 4 3 4 齒輪參數(shù)的選擇 17 目 錄 4 4 強(qiáng)度校核 17 4 4 1 軸的強(qiáng)度校核 17 4 4 1 1 按扭轉(zhuǎn)剛度校核 17 4 4 1 2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 18 4 4 1 3 按彎扭合成強(qiáng)度校核 18 4 4 2 齒輪的強(qiáng)度校核 20 4 4 2 1 齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 20 4 4 2 2 齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 22 4 5 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算 23 5 組合機(jī)床多軸箱總圖設(shè)計(jì) 25 5 1 通用多軸箱總圖設(shè)計(jì) 25 5 1 1 主視圖和側(cè)視圖 25 5 1 2 展開圖 25 5 1 3 主軸和傳動(dòng)軸 25 5 1 4 多軸箱的技術(shù)條件 25 5 2 多軸箱主要零件圖的設(shè)計(jì) 25 5 3 三維實(shí)體造型設(shè)計(jì) 26 設(shè)計(jì)總結(jié) 28 鳴 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 附 錄 31 設(shè)計(jì)總說明 I 設(shè)計(jì)總說明 專用機(jī)床是一種高效率 高自動(dòng)化的機(jī)床 多軸箱是其重要部件之一 本設(shè)計(jì)內(nèi) 容包括加工后輪殼零件 8 20 底孔專用機(jī)床多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)工藝和結(jié)構(gòu)參 數(shù)計(jì)算分析 設(shè)計(jì)的依據(jù)有 1 后輪殼零件圖 2 大批量生產(chǎn) 3 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容 確定切削用量及選擇刀具 繪制被加工零件工序圖 加工示意 圖和多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì) 算 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算 多軸箱總圖設(shè)計(jì)和運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件繪制立體圖 關(guān)鍵詞 專用機(jī)床 后輪殼 多軸箱 INTRODUCTION II INTRODUCTION Modular machine tool is high efficiency and automatic for manufacture Multi spindle box is its important parts The design includes structure design of multi spindle box for special purpose machining 8 20 holes of rear wheel related process analysis and calculating structural parameters The design is based on 1 part drawing of rear wheel 2 large scale production 3 design manual for modular machine tool The specific design elements include determining the amount of cutting selecting cutting tools determining the process of machining part plotting processing map and original map which multi spindle box design is based on designing spindle structure calculating the dynamics and transmission system calculating the coordinates of multi spindle box designing 3 D map of the all multi spindle box using 3 D software KEYWORDS Modular Machine Tool Shell Rear Wheel Multi Spindle Box 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 200310211335 余輝燦 指導(dǎo)教師 李作全 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 組合機(jī)床概述 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ) 配以少量專用部件 對一種或若干種工件按預(yù)定 的工序進(jìn)行加工的機(jī)床 它能夠?qū)α慵M(jìn)行多刀 多軸 多面 多工位同時(shí)加工 在 組合機(jī)床上可以完成鉆孔 擴(kuò)孔 鉸孔 鏜孔 攻絲 車削 磨削及滾壓等工序 適 宜于在大批大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似的零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工 具有專 用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡單 生產(chǎn)率高和自動(dòng)化程度較高的特點(diǎn) 又具有一定的重新調(diào)整能力 以適應(yīng)工件的變化要求 隨著組合機(jī)床的技術(shù)的發(fā)展 它能完成的工藝范圍日益擴(kuò)大 在組合機(jī)床自動(dòng)線上可以完成一些非切削工序 例如 打印 清洗 熱處理 簡單的 裝配 試驗(yàn)和在線自動(dòng)檢查等工序 組合機(jī)床及其自動(dòng)線所使用的通用部件是具有特定功能 按標(biāo)準(zhǔn)化 系列化 通 用化原則設(shè)計(jì) 制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件 每種通用部件有合理的規(guī)則尺寸系列 有 適當(dāng)?shù)募夹g(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系 組合機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能要求配套液壓 氣 壓和電控等系統(tǒng)使其適合高效率 高精度 自動(dòng)化控制的現(xiàn)代生產(chǎn)要求 許多大型 形狀復(fù)雜的工件 需要的加工工序很多 不可能在一臺(tái)組合機(jī)床上全 部加工完成 這就需要用多臺(tái)組合機(jī)床加工 按工件加工工序依次排列 組成組合機(jī) 床流水線 在組合機(jī)床流水線的基礎(chǔ)上 發(fā)展成組合機(jī)床自動(dòng)線 組合機(jī)床與通用機(jī) 床 其它專用機(jī)床比較 具有以下特點(diǎn) 1 組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零 部件總量的 70 80 因 此設(shè)計(jì)和制造周期短 經(jīng)濟(jì)效益好 2 由于組合機(jī)床采用多刀加工 機(jī)床自動(dòng)化程度高 因而比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 勞動(dòng)強(qiáng)度低 3 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計(jì)和長期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的 又有專門的廠家 成批生產(chǎn) 它與一般專用機(jī)床比較 其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 工作可靠 使用和維修方便 4 組合機(jī)床加工工件 由于采用專業(yè)夾具 組合刀具和導(dǎo)向裝置等 產(chǎn)品加工質(zhì) 量靠工藝裝配保證 對操作工人的技術(shù)水平要求不高 5 當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí) 專用機(jī)床的大部分部件要報(bào)廢 組合機(jī)床的通用 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 部件根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的 并等效于國際標(biāo)準(zhǔn) 因此其通用部件可以重復(fù)使用不必 另行設(shè)計(jì) 6 組合機(jī)床易于聯(lián)接組成組合機(jī)床自動(dòng)線 以適應(yīng)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)需要 目前 我國組合機(jī)床已廣泛應(yīng)用到大批 大量生產(chǎn)的行業(yè) 例如 汽車 拖拉 機(jī) 柴油機(jī) 電動(dòng)機(jī)和縫紉機(jī)等 2 組合機(jī)床多軸箱概述 2 1 組合機(jī)床多軸箱的用途及分類 多軸箱是組合機(jī)床的主要組成部件之一 按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì) 由通用零件組成 其主要作用是根據(jù)被加工零件的加工要求 安排各主軸的位置 并將動(dòng)力由電機(jī)動(dòng)力 部件傳給各工作主軸 使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 多軸箱按其結(jié)構(gòu)的大小可分為大型多軸箱和小型多軸箱兩類 大型又分為通用 亦稱標(biāo)準(zhǔn) 多軸箱和專用多軸箱兩種 專用多軸箱根據(jù)加工零件特點(diǎn)和加工工藝要 求進(jìn)行設(shè)計(jì) 由大量的專用零件組成 其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和通用機(jī)床類似 2 2 通用多軸箱的組成和通用部件 通用多軸箱的基本結(jié)構(gòu)如圖 2 1 所示 圖 2 1 大型通用多軸箱的基本結(jié)構(gòu) 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1 2 3 4 5 主軸 6 8 傳動(dòng)軸 7 六方頭手柄軸 9 油泵傳動(dòng)軸 10 防油套 11 傳 動(dòng)齒輪 12 葉片油泵 13 動(dòng)力箱齒輪 14 側(cè)蓋 15 后蓋 16 分油器 17 箱體 18 上 蓋 19 通用油盤 立式主軸箱不用 20 前蓋 21 排油塞 22 注油杯 2 2 1 通用多軸箱的組成 主軸箱的通用零件是構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的基礎(chǔ) 主要由箱體 主軸 傳動(dòng)軸 齒輪 和軸套構(gòu)成 2 2 2 多軸箱的通用零件 2 2 2 1 箱體 采用灰鑄鐵材料 箱體材料為 HT200 前 后 側(cè)蓋的牌號(hào)為 HT150 主軸箱箱 體的形狀和尺寸 應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn) GB3668 1 83 選擇 通用箱體的系列尺寸由下圖所示 圖 2 2 多軸箱箱體結(jié)構(gòu) 2 2 2 2 通用主軸和傳動(dòng)軸 通用主軸按其用途分為鉆削類主軸和攻絲類主軸兩大類 而通用鉆削主軸 其用 途分為三種 A 前后支承均為滾錐軸承的主軸 B 前后支承為止推和滾珠軸承 后支承為滾珠或滾錐軸承的主軸 C 前后支承均為止推軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸 軸的材料 除了滾針主軸采用 20Cr 鋼 并進(jìn)行滲碳淬火外 其余主軸均為 40Cr 鋼 進(jìn)行淬火 通用傳動(dòng)軸 按其用途和支承的方式不同 分為 1 滾針傳動(dòng)軸 2 滾錐傳動(dòng)軸 3 埋頭傳動(dòng)軸 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 4 手柄軸 5 油泵傳動(dòng)軸 6 攻絲用蝸桿軸 同樣按其用途 軸徑 支承方式和有無懸伸齒輪的不同 通用的傳動(dòng)軸共有 42 種 其 中 普通傳動(dòng)軸共有 39 種 油泵傳動(dòng)軸一種 攻絲用蝸桿軸兩種 通用傳動(dòng)軸材料一 律為 45 號(hào)鋼 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 2 2 2 3 通用齒輪 主軸箱用的通用齒輪 有傳動(dòng)齒輪 動(dòng)力頭齒輪和電機(jī)齒輪三種 三種齒輪的材 料均為 45 號(hào)鋼 齒輪進(jìn)行高周波淬火 3 多軸箱的主軸結(jié)構(gòu)和動(dòng)力計(jì)算 主軸箱的設(shè)計(jì)分為一般的和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)兩種方法 用電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)主 軸箱的特點(diǎn)是快速 質(zhì)量好 電子計(jì)算機(jī)不但能按事先編制的程序設(shè)計(jì)最佳的主軸箱 傳動(dòng)系統(tǒng) 而且還可計(jì)算出主軸和傳動(dòng)軸的坐標(biāo)以及列出組件的明細(xì)表 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的設(shè)計(jì)方法為一般設(shè)計(jì)方法 一般設(shè)計(jì)方法是根據(jù)主軸的分布 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向以及尺寸要求等 由設(shè)計(jì)者進(jìn)行全部設(shè)計(jì)工作 這是當(dāng)前主軸箱設(shè)計(jì)中最 常用的方法 3 1 多軸箱輪廓尺寸的確定 標(biāo)準(zhǔn)的通用鉆削類主軸箱厚度有兩種尺寸規(guī)格 臥式為 325 毫米 立式為 340 毫米 著重要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) 可按下式確定 B b 2b1 H h h1 b1 b 和 h 為已知尺寸 為保證主軸箱有排布齒輪的足夠空間 推薦 b 70 100 毫米 主軸箱最低主軸高度 h1 須考慮到與工件最低孔位置 機(jī)床裝料高度 滑臺(tái)滑座總高度 側(cè) 底座高度 滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊高度等尺寸之間的關(guān)系而確定 對于臥式機(jī)床 h 1 要保證潤滑油不至于從主軸襯套處泄漏箱外 通常推薦 h1 85 140 毫米 b 149mm b1 170mm h1 172mm 算得 B 489 mm H 491mm 根據(jù)算得的結(jié)果 按標(biāo)準(zhǔn) GB3668 1 83 選擇 查 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 4 1 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 B H 500 500mm 3 2 多軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) 3 2 1 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案 表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線完成的工 藝內(nèi)容 加工部位尺寸 精度 表面粗糙度及技術(shù)要求 加工用定位基準(zhǔn) 夾壓部位 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 及被加工零件的材料 硬度 重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙 它 不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替 而須在原零件圖基礎(chǔ)上 突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加 工內(nèi)容 加上必要的說明而繪制的 它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 也是制造 使用 檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件 被加工零件工序圖如圖 3 1 所示 圖 3 1 被加工零件工序圖 3 2 2 加工示意圖 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來 加工示意圖表示被加工零件在 機(jī)床上的加工過程 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 對位置關(guān)系 機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等 因此 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主 要圖紙之一 在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位 它是刀具 輔具 夾具 主軸箱 液壓電 氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料 也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要 求 同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床 刀具及試車的依據(jù) 加工示意圖如圖 3 2 所示 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 3 2 加工示意圖 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 是根據(jù) 三圖一卡 整理編繪出來的 其內(nèi)容包括主軸 箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件 對于被加工的零件 從 三圖一卡 中已知 1 主軸箱輪廓尺寸 500 x500 mm 2 工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸 3 工件與主軸箱相對位置尺寸 根據(jù)三圖一卡再繪出一張主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 如圖 3 3 所示 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 3 3 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 3 3 多軸箱主軸的型式與直徑的確定和多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 3 3 1 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 并考慮主軸的工作條件和受力情況 軸承型 式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征 如進(jìn)行鉆削加工的主軸 軸向切削力教大 最好用推 力球軸承承受軸向力 而用向心球軸承承受徑向力 又因鉆削時(shí)軸向力是單向的 因 此推力球軸承在主軸前端安裝即可 3 2 2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 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 m 30 32 mm 3ZnP 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 式中 P 齒輪傳遞功率 Z 一對齒輪小齒輪的齒數(shù) n 小齒輪的轉(zhuǎn)速 r min 目前大型組合機(jī)床通用多軸箱中常用的齒輪模數(shù)有 2 2 5 3 3 5 4 等幾種 為了便于組織生產(chǎn) 在同一多軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種 由于此時(shí)各齒輪齒數(shù)未知 可先根據(jù) 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 4 3 初步確定各齒輪模 數(shù) 再用以上式子進(jìn)行校核對 在此初選傳動(dòng)軸與主軸齒輪模數(shù)為 2 驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸 齒輪及驅(qū)動(dòng)軸與油泵軸模數(shù)為 3 切削力 F 切削轉(zhuǎn)矩 M 切削功率 P 刀具耐用度 T 的計(jì)算公式 F 26Df HB8 06 M 10D f HB1 9 0 P Mv 9740 D T 83 15 026 HBVf 式中 F 切削軸向力 N D 鉆頭直徑 mm F 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 mm r M 切削扭矩 N mm P 切削功率 KW T 刀具耐用度 min V 切削速度 m min HB 零件的布氏硬度值 通常根據(jù)鉆孔深度 L 考慮修正系數(shù) Kv v v 公稱 Kv 查 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 3 7 汽車后輪殼材料為 QT400 18 HBS130 180 切削速度和進(jìn)給量由下表可查 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 表 3 1 用高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量 HB160 200 HB200 241 HB300 400 切 削 用 量加工直徑 mm v 米 分 f 毫米 轉(zhuǎn) v 米 分 f 毫米 轉(zhuǎn) v 米 分 f 毫米 轉(zhuǎn) 1 6 0 07 0 12 0 05 0 10 0 03 0 08 6 12 0 12 0 20 0 10 0 18 0 08 0 15 12 22 0 20 0 40 0 18 0 25 0 15 0 20 22 25 16 24 0 40 0 80 10 18 0 25 0 40 5 12 0 20 0 30 選 V 公稱 22m min f 0 2mm r HB 為 180 本次設(shè)計(jì)中加工 8 個(gè) 20 孔共用一個(gè) 主軸箱 可采用 20 的麻花鉆鉆孔 切削力 F 切削轉(zhuǎn)矩 M 切削功率 P 刀具耐用 度 T 均依據(jù) 20 進(jìn)行計(jì)算 代進(jìn)公式得 切削力 F 26 20 0 2 1808 06 0 3235 9N 切削轉(zhuǎn)矩 M 10 20 1 9 0 200 8 1800 6 18447 8 N mm 切削功率 P 18447 8 22 9740 20 0 6 KW 刀具耐用度 T 9600 200 25 22 0 2 0 55 1801 3 8 4705 7 min 由以上計(jì)算結(jié)果并根據(jù)下表選取 B 7 3 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 表 3 2 軸能承受的扭矩 牛 毫米 允 許 扭 轉(zhuǎn) 角 度 米 軸徑 d 毫米 1 4 1 2 1 計(jì)算依據(jù) 10 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 90 100 105 110 115 120 130 140 150 350 720 1750 5500 13500 23000 52000 89000 142000 217000 317000 450000 620000 830000 1100000 2270000 3460000 4210000 5070000 6060000 7180000 9890000 13300000 17500000 600 1400 3500 11000 27000 50000 104000 179000 285000 434000 635000 900000 1240000 1670000 2200000 4550000 1400 2900 7100 29000 55000 114000 210000 360000 580000 880000 d B 410M Wp 式中 d 軸的直徑 毫米 M 軸所傳遞的扭矩 牛 毫米 Wp 軸的抗扭截面模數(shù) 毫米 實(shí)心軸的 Wp 0 2d 3 許用剪應(yīng)力 牛 毫米 2 本表是以 45 鋼編 制的 45 鋼的 31 牛 毫米 2 B 系數(shù) 當(dāng)材料的剪切彈性模數(shù) G 8 10 104牛 毫米 2時(shí) B 值如下 度 米 1 4 1 2 1 B 7 3 6 2 5 2 初步確定主軸直徑為 d B 26 9mm 取 d 30 mm主 410M主 由 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 3 22 查得主軸外伸尺寸 D d1 50 36mm L 115mm 刀具直徑 為 20mm 尾部結(jié)構(gòu)莫氏錐度為 2 號(hào) 由 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 3 23 選擇 6 號(hào)接桿 3 4 多軸箱的動(dòng)力計(jì)算和動(dòng)力箱的選擇 多軸箱的動(dòng)力計(jì)算 應(yīng)包括計(jì)算主軸箱所需功率和進(jìn)給力兩項(xiàng) 主軸箱所需的功 率 應(yīng)等于切削功率 空載消耗功率及與負(fù)載成正比的附加功率之和 即 P 總 P 切 P 空 P 附 式中 P 總 主軸箱總功率 P 切 各主軸切削功率的總和 P 空 各軸空載消耗功率的總和 P 軸 各軸附加功率的總和 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 P 切 可根據(jù)各主軸的切削用量查 組合機(jī)床切削力及功率計(jì)算圖 得到 P 空 可查 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 4 4 與負(fù)載成正比的附加功率 P 附 一般取所傳遞功 率的 1 P 空 和 P 附 的計(jì)算都需在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)確定以后才能進(jìn)行 傳動(dòng)系統(tǒng)確定前可按下式初步 估算多軸箱所需的功率 P 總 P 總 P 切 式中 P 切 主軸切削功率的總和 組合機(jī)床主軸箱傳動(dòng)效率 本次設(shè)計(jì)的主軸箱需同時(shí)加工汽車后輪殼的八個(gè)孔 因此有八根主軸 所以總的切 削功率 P 總 p1 8 0 6 8 0 9 5 33 KW 0 8 0 9 表 3 3 ITD40 動(dòng)力箱性能 型號(hào) 型式 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)功率 kw L2 mm 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r min 輸出軸轉(zhuǎn)速 r min I Y132M 4 7 5 1440 720 II Y132M1 6 4 0 III Y1232M2 6 5 5 435 1420 480 IV Y160M 4 11 1460 730 ITD40 V Y160M 6 7 5 490 970 425 由于驅(qū)動(dòng)組合機(jī)床主軸箱的動(dòng)力箱為通用標(biāo)準(zhǔn)件 所以根據(jù)切削總功率 選擇的 動(dòng)力箱為 ITD40 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M2 6 功率為 5 5KW 動(dòng)力箱的尺寸如圖 3 4 所示 圖 3 4 動(dòng)力箱的尺寸 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 就是通過一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力箱輸出軸 亦稱主軸箱驅(qū) 動(dòng)軸 傳來的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞 將直接影響主 軸箱的質(zhì)量 通用化程度 設(shè)計(jì)和制造工作量的大小以及成本的高低 4 1 傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng) 應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度 剛度 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下 力求使主要傳 動(dòng)件 主軸 傳動(dòng)軸 齒輪等 的規(guī)格少 數(shù)量少 體積小 因此 在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng) 時(shí) 要注意下面幾點(diǎn) 1 盡量用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸 2 一般情況下 盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案 因?yàn)檫@將增加主動(dòng)主軸的負(fù)擔(dān) 3 為使結(jié)構(gòu)緊湊 主軸箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為 1 1 5 在主軸箱 后蓋內(nèi)的第 排齒輪 根據(jù)需要 可將傳動(dòng)比取大些 一般不超過 3 3 5 4 根據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩成反比的道理 一般情況下如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí) 可采用逐步 降速傳動(dòng) 如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí) 可先使速度升高一點(diǎn)再降速 合理安排結(jié)構(gòu) 往往成為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 5 粗加工切削力大 主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承 以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變 形 另外 應(yīng)注意驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸數(shù)不要超過兩根 否則會(huì)給裝配帶來困難 如遇粗 精加工合一的多軸箱 其粗精傳動(dòng)路線最好分開 4 2 主軸分布類型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 1 主軸分布類型 由于被加工的汽車后輪殼外圓的 8 個(gè)孔在同一個(gè)圓上 可以用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng) 8 根主軸進(jìn)行加工 所以本次設(shè)計(jì)的主軸箱有 8 根同心公布的主軸 4 2 2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 1 軸成同心圓分布 用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng) 8 根主軸 2 定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向及其在多軸箱上的位置 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向方向可以任意 選擇 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速由動(dòng)力箱型號(hào)定為 480r min 其水平方向位置為距主軸地 面 160 mm 垂直方向在動(dòng)力箱的中線上 3 用最少數(shù)量的齒輪和中間傳動(dòng)軸把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來 4 潤滑油泵的安排 油泵軸的位置要盡可能靠近油池 離油面高度不大于 400 500 mm 4 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算 已知驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速及其在主軸箱的空間位置 最后一根傳動(dòng)軸和 8 根主軸的空 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 間位置 軸間距也已知 由此即可計(jì)算出主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng) 4 3 1 傳動(dòng)齒輪和軸的計(jì)算 驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪有一定的限制 選取范圍 21 26 選驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪齒輪為 21 模數(shù) m 3 Z 驅(qū)動(dòng)軸 24 查 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 5 5 可知通用主軸箱間距 A 51mm 表 4 1 最小軸間距 毫米 軸直徑 r 15 20 25 30 35 40 15 20 25 30 35 40 36 39 5 44 5 49 5 54 5 58 5 43 48 53 58 62 51 58 63 67 63 68 72 73 77 81 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)如圖 4 1 所示 圖 4 1 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng) 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 兩軸間齒輪嚙合公式 A mm 21zmo 式中 m 齒輪模數(shù) Z 從動(dòng)輪齒輪數(shù) 1 Z 主動(dòng)輪齒輪數(shù)o 齒數(shù)和 z 4 3 1 1 驅(qū)動(dòng)軸 10 與傳動(dòng)軸 9 齒輪計(jì)算 A 3 Z 驅(qū)動(dòng)軸 Z 傳 2 115 mm 其中 m 3 Z 驅(qū)動(dòng)軸 21 算得 Z 傳 56 i 56 21 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n 傳 n 傳 i 21 480 56 180r min 4 3 1 2 傳動(dòng)軸 9 與主軸齒輪計(jì)算 如圖所示的傳動(dòng)軸與主軸齒輪間的主軸中心矩為 137 5mm 設(shè)齒輪的模數(shù)為 2mm 主軸轉(zhuǎn)速可根據(jù)其切削速度 v 22m min 算得 n 主 360r min 兩齒輪嚙合的中心距為 A 2 Z 主 Z 傳 2 2 zm 可求得 Z 傳 92 Z 主 46 為避免主軸齒輪輪相碰 由傳動(dòng)圖知兩主軸之間的距離為 108mm 主軸齒輪間不干 涉的條件為 分度圓直徑 d 59 32 2 mh d mz 2 46 92mm 108 2 1 2 104mm 所以設(shè)計(jì)的傳動(dòng)符合設(shè)計(jì)要求 主軸齒輪之間不會(huì)產(chǎn)生干涉 根據(jù)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和其傳遞的功率可計(jì)算傳動(dòng)軸所傳遞的扭矩 T 9549P n 式中 T 的單位為 N m P 為 kw n 為 r min 故 T 9549 5 33 180 212 7 N m 查 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 3 19 可選傳動(dòng)軸直徑為 35mm 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 傳動(dòng)系統(tǒng)各齒輪參數(shù)總結(jié)如下表 表 4 2 齒輪參數(shù)表 Z 驅(qū) Z 傳 Z 傳 Z 泵 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z 7 Z 8 齒輪 21 56 92 28 46 46 46 46 46 46 46 46 模數(shù) 3 3 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 轉(zhuǎn)速 r min 480 180 180 360 360 360 360 360 360 360 360 360 4 3 1 3 油泵傳動(dòng)軸的計(jì)算 主軸箱工作時(shí) 一般要求齒輪不得攪起油池底的沉積物 這樣就要保證齒輪頂圓到 油池底的距離大于 30 50mm 對于圓柱齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪浸入油中至少應(yīng)有一個(gè)齒 高 且不得小于 10mm 驅(qū)動(dòng)軸與油泵傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)比依照中心距 A 74mm m 3mm Z 驅(qū)動(dòng)軸 21 n 驅(qū) 480 r min A m Z 驅(qū)動(dòng)軸 Z 22 zm泵 得出 Z 28 i 28 21 n 泵 360r min泵 z驅(qū)泵 泵驅(qū) 4 3 1 4 模數(shù)的校核確定 各齒輪模數(shù)可根據(jù)下式校核 m 30 32 3ZnP 1 驅(qū)動(dòng)軸 10 與傳動(dòng)軸 9 齒輪 p 0 6 8 4 8KW Z 21 n 480r min 故 32 2 5 3 所以之前初選模數(shù)可用 3ZnP 2 傳動(dòng)軸 9 與主軸齒輪 p 0 6KW Z 46 n 360r min 故 32 1 1 2 所以之前初選模數(shù)可用 3n 4 3 2 軸承的計(jì)算 4 3 2 1 主軸軸承的計(jì)算與選用 由于主軸承受很大的軸向力 故設(shè)計(jì)采用一推力球軸承置于主軸前支承處 主軸 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 承受軸向的切削力 F 3235 9N 軸承的基本額定動(dòng)載荷計(jì)算如下 C P 60 nLn 106 1 其中各參數(shù) P 當(dāng)量動(dòng)載荷 P XFr YFa n 軸承轉(zhuǎn)速 即主軸轉(zhuǎn)速 故 n 360r min Ln 預(yù)期計(jì)算壽命 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 13 3 可得 Ln 20000 30000h 在此 取 Ln 25000h 指數(shù) 對于球軸承 3 對于滾子軸承 10 3 對于只承受純軸向載荷 Fa的推力球軸承 有 P Fa 但在實(shí)際中 許多支承還會(huì)出 現(xiàn)如沖擊力 不平衡作用力 慣性力等的附加載荷 為此 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)乘上一個(gè)載荷系數(shù) fP 所以 P FafP fP可由表 13 6 查得 fp 1 2 1 8 取 fp 1 5 故 P FafP 3235 9 1 5 4853 85 N 得 C 4853 85 60 360 25000 10 6 1 3 38004 N 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 根據(jù)軸承內(nèi)徑及以上所得基本額定動(dòng)載荷可選軸承代號(hào)為 51306 的推力球軸承 其額定動(dòng)載荷 Ca 42 8kN 額定靜載荷 Coa 78 5kN 此外 主軸還受一定的徑向載荷 此徑向載荷可根據(jù)下式計(jì)算 Fn Ft tan tan20 其中 Ft 2000T D 2000 9549 DNP 式中 T 為轉(zhuǎn)距 N m N 為小齒輪的轉(zhuǎn)速 r min D 為小齒輪分度圓直徑 mm P 齒輪傳動(dòng)的功率 kw 故 Ft 2000 9549 0 6 360 3 24 259 48 N Fn 259 48 tan20 94 45 N 本設(shè)計(jì)采用一對深溝球軸承承受徑向載荷 根據(jù)其設(shè)置位置及以上所得徑向載荷 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 算得前端軸承承受力為 65 58N 后端為 28 87N 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 根據(jù)其軸徑 選用代號(hào)為 61806 的深溝球軸承 4 3 2 2 傳動(dòng)軸軸承的計(jì)算與選用 傳動(dòng)軸只承受小量徑向載荷 其齒輪圓力 Ft 2000 9549 0 6 8 480 3 24 2652 5 N 故徑向載荷 Fn 2652 5 0 364 965 51N 根據(jù)軸承設(shè)計(jì)位置可算得前端軸承需承受力為 293 78N 后端為 671 73N 亦可選 用代號(hào)為 61806 的深溝球軸承支承 4 3 2 3 油泵傳動(dòng)軸軸承計(jì)算與選用 油泵傳動(dòng)軸的徑向載荷來自驅(qū)動(dòng)軸的齒輪圓周力所產(chǎn)生的徑向力 故 Fn 965 51N 算得兩軸承各承受 680 91 與 284 6 的力 根據(jù)其軸徑 20 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手 冊 可選代號(hào)為 61804 的深溝球軸承 4 3 3 各軸直徑的初定 由 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 3 15 選取得 B 0 73 初步確定主軸直徑為 d 主 B 26 9mm 取 d 主 30 mm410M 傳動(dòng)軸直徑 B 取 0 52 時(shí) 68935 37 N mm69 5 TPn d B 29 8 mm 取 d 35 mm傳 410傳 油泵軸直徑 B 取 0 73 時(shí) d B 20 1mm 取 d 25 mm傳 410M傳 4 3 4 齒輪參數(shù)的選擇 1 按傳動(dòng)方案 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2 由于傳動(dòng)功率不大 所以大 小齒輪都選用軟齒面齒輪 齒輪材料為 45 號(hào)鋼 3 選取精度等級(jí)為 7 級(jí) GB10095 88 4 4 強(qiáng)度校核 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 4 4 1 軸的強(qiáng)度校核 軸的強(qiáng)度校核包括扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 彎扭合成強(qiáng)度及扭轉(zhuǎn)剛度校核 4 4 1 1 按扭轉(zhuǎn)剛度校核 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 m o 5 73 10 m4pGITo 式中 T 軸所受的扭距 N m G 軸的材料的剪切彈性模量 對于鋼材 G 8 1 104Mpa Ip 軸截面的極慣性矩 mm4 對于圓軸 Ip d 32 主軸 5 73 104 18447 8 32 8 1 104 3 14 304 0 164 mo 本設(shè)計(jì)中 對于主軸 主 1 4 0 25 m 對于傳動(dòng)軸 傳 1 m o 所以主軸滿足設(shè)計(jì)要求 傳動(dòng)軸 5 73 104 18447 8 32 8 1 10 4 3 14 204 0 831 mo 所以傳動(dòng)軸也滿足設(shè)計(jì)要求 4 4 1 2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算只需要知道轉(zhuǎn)矩大小 方法簡便 它主要用于下列情況 1 傳遞 轉(zhuǎn)矩或以轉(zhuǎn)矩為主的傳動(dòng)軸 2 初步估算軸徑以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 4 3 105 96TTWnP 式中 T 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 N mm 軸的抗扭截面系數(shù) mm 3 TW P 軸傳遞的功率 KW N 軸的轉(zhuǎn)速 r min 許用切應(yīng)力 MP a T 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 tdtbdWT 2 163 3080 5286 46 312 2 4974 26mm 3 13 73 MP a682 5497 6T 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 得到 25 45 MP a T T 所以扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度符合要求 4 4 1 3 按彎扭合成強(qiáng)度校核 彎矩合成強(qiáng)度條件為 1 4 22caMTW 321 0dT 4 式中 軸的計(jì)算應(yīng)力 單位為 MPaca M 軸所受的彎矩 單位為 N mm T 軸所受的扭矩 單位為 N mm W 軸的抗彎截面系數(shù) 單位為 mm 3 1 對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力 單位為 N mm 受力分析 齒輪圓周力 455 73 N1235 90tTFd 齒輪徑向力 Fr Fttan 455 73 tan20 1065 3N 水平面內(nèi)的支反力 FHA FHB 1095 36 N2t 45 731 垂直面內(nèi)的支反力 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 N N1 2 591VArABFll 591VBF N mm468 024 3HacM N mm19371VACVl N mm2 F N mm211604 9HV 圖 4 2 分析圖 1 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 19 1 查得 1 180 207 MPa 46 83 MPa 1 2236034 79 64 10 1 所以彎扭合成強(qiáng)度符合要求 4 4 2 齒輪的強(qiáng)度校核 4 4 2 1 齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 齒輪在受載時(shí)齒根所受的彎矩最大 因此齒根處的彎曲疲勞強(qiáng)度最弱 由 機(jī)械設(shè) 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 計(jì) 第十章 齒輪傳動(dòng) 齒輪危險(xiǎn)面的彎曲強(qiáng)度條件式有 F F a bmYksaFAt 式中 Y 載荷作用于齒輪頂時(shí)應(yīng)力校正系數(shù)sa B 齒輪寬度 m 為齒輪模數(shù) K 齒輪強(qiáng)度載荷系數(shù) K K K K K 各參數(shù)均可查表獲得 AVa K 使用系數(shù) 取 KA 1 0A K 動(dòng)載系數(shù) 取 KV 1 3V K 齒間載荷分布系數(shù) 取 K 1 1 K 齒輪間載間荷分布系數(shù) 取 K 1 05 算得 K 1 0 1 3 1 1 1 05 1 5 Ft 為齒輪所受的圓周力 Ft 2000T D 2000 9549 DNP 式中 T 為轉(zhuǎn)距 N m N 為小齒輪的轉(zhuǎn)速 r min D 為小齒輪分度圓直徑 mm P 齒輪傳動(dòng)的功率 kw 1 校核驅(qū)動(dòng)軸 10 與傳動(dòng)軸 9 齒輪 由上式計(jì)算可得 F t 2000 9549 0 6 8 480 3 24 2652 5 N 因?yàn)榇藢X輪小齒輪齒數(shù) 21 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 10 5 可得小齒輪齒形系數(shù) Y 2 32 F 小齒輪修正系數(shù) Y 1 70 b d d 31 5 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 10 7 得 d 0 5 S KFt Y Y bm 166 MP F F 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 10 20 可查得 F 450MP 所以 F 故齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求 2 校核傳動(dòng)軸 9 與主軸齒輪 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 這對齒輪的小齒輪齒數(shù)為 z 46 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 10 5 可得 Y 2 45 Y 1 65 F S b d d 46 Ft 2000 9549 0 6 360 2 46 346 N 得 KFt Y Y bm 123 MP FS F 故齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求 3 校核驅(qū)動(dòng)軸與油泵軸齒輪 因?yàn)檫@對齒輪小齒輪齒數(shù) 21 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 10 5 可得外齒輪齒形系數(shù) Y 2 32 外齒輪修正系數(shù) Y 1 70 b d d 31 5 F t F S 2000 9549 0 2 480 3 21 126 3 N KFt Y Y bm 108 MP FS 所以 故齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求 4 4 2 2 齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度可由下式校核 12 5 tHEHKFuZbd 其中 ZE為彈性影響系數(shù) 單位為 MPa1 2 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 10 6 可得 ZE 189 8MPa K 載荷系數(shù) K K K K K 1 0 1 3 1 1 1 05 1 5AVa Ft 齒輪所受的圓周力 Ft 2000T D 2000 9549 DNP u 大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比 u Z2 Z1 b 齒輪設(shè)計(jì)工作寬度 b d1 d1 小齒輪的分度圓直徑 1 校核驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸齒輪 這對齒輪的小齒輪為驅(qū)動(dòng)軸齒輪 其直徑 d1 63 b d d1 28 mm 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 10 7 得 d 0 5 Ft 2000 9549 0 6 8 480 3 24 2652 5 N u Z2 Z1 56 21 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 H 535 6 MPa 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 10 21 可查得 580MP H 故 H 所以齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求 2 校核傳動(dòng)軸與主軸齒輪 這對齒輪的小齒輪為主軸齒輪 其直徑 d1 92 b d d 46 mm Ft 2000 9549 0 6 360 2 46 346 N u Z2 Z1 92 46 2 得 H 193 5 MPa 故 H 所以齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求 3 校核驅(qū)動(dòng)軸與油泵軸齒輪 這對齒輪的小齒輪亦為驅(qū)動(dòng)軸齒輪 其直徑 d1 63 b d d1 28 mm Ft 2000 9549 0 2 480 3 21 126 3 N u Z2 Z1 28 21 得 H 215 7 MPa 故 H 所以齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求 4 5 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算 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 計(jì)算出中間傳動(dòng)軸的坐 標(biāo) 以便在繪制主軸箱體零件加工圖時(shí) 將各孔的坐標(biāo)尺寸完整地標(biāo)注出來 并用以繪制 坐標(biāo)檢查圖 作為對傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全面檢查 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 4 3 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)速圖 由于設(shè)計(jì)主軸箱的 8 根主軸位于一個(gè)同心圓上 因此根據(jù)坐標(biāo)對稱 算主軸坐標(biāo) 的時(shí)候 可根據(jù)幾何關(guān)系算出其中幾根主軸的坐標(biāo) 其余主軸的坐標(biāo)可類推 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 4 4 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸坐標(biāo)圖 驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo) X 225 Y 130 傳動(dòng)軸 X 225 Y 245 油 泵 X 188 4 Y 69 7 主軸 1 X 225 Y 388 主軸 2 X 322 1 Y 347 7 主軸 3 X 362 5 Y 245 主軸 4 X 322 1 Y 153 3 主軸 5 X 225 Y 130 主軸 6 X 127 8 Y 153 3 主軸 7 X 87 5 Y 245 主軸 8 X 127 8 Y 347 7 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 5 組合機(jī)床多軸箱總圖設(shè)計(jì) 5 1 通用多軸箱總圖設(shè)計(jì) 通用主軸箱總圖的設(shè)計(jì)包括繪制主視圖 展開圖 側(cè)視圖和編列裝配表以及制定 技術(shù)要求 5 1 1 主視圖和側(cè)視圖 主視圖主要用以表明主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng) 齒輪排列位置 附加機(jī)構(gòu)及潤滑油泵的 位置 潤滑點(diǎn)的配置 因此 只要在原來設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖基礎(chǔ)上 加上潤滑系統(tǒng) 軸的編號(hào)即可 設(shè)計(jì)潤滑系統(tǒng)時(shí) 臥式多軸箱內(nèi)的齒輪是用引油導(dǎo)管潤滑 此外 還需要引油管 潤滑動(dòng)力箱齒輪 分油器的位置要選擇在靠近操作者一側(cè) 以便觀察和檢查潤滑油泵 的工作情況 當(dāng)機(jī)床采用活動(dòng)鉆模板和刀具托架時(shí) 主視圖則反映結(jié)構(gòu)的要求 若主視圖不能 完全表達(dá)時(shí) 則需要畫一個(gè)側(cè)視圖作為補(bǔ)充 5 1 2 展開圖 組合機(jī)床通用主軸箱與普通機(jī)床變速箱相比 一方面主軸多 齒輪嚙合關(guān)系比較 復(fù)雜 另一方面主軸箱中各主軸和傳動(dòng)軸及其上的零件大多通用化 且排列是有規(guī)律 的 因此除很簡單的主軸箱外 一般采用簡化的展開圖并配合裝配表來表達(dá)主軸箱的 裝配結(jié)構(gòu) 5 1 3 主軸和傳動(dòng)軸 主軸箱內(nèi)的零件數(shù)量很多 規(guī)格不一 把每根主軸上零件的規(guī)格 尺寸和數(shù)量用 裝配來表示 不僅使圖形清楚醒目 節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間 而且有利于組織生產(chǎn) 裝配方便 5 1 4 多軸箱的技術(shù)條件 主軸箱總圖上應(yīng)注明主軸箱部裝要求 一般有下列幾項(xiàng) a 主軸箱制造的技術(shù)要求 b 主軸精度等級(jí) c 加入主軸箱的潤滑油種類 數(shù)量 此外 要標(biāo)注必要的設(shè)計(jì) 裝配 調(diào)整 檢驗(yàn) 使用說明 5 2 多軸箱主要零件圖的設(shè)計(jì) 主軸箱中的零件絕大多數(shù)是通用件 標(biāo)準(zhǔn)件和外購件 需要設(shè)計(jì)的零件圖 包括變 位齒輪 專用套 軸以及箱體補(bǔ)充加工圖 此外還有編制主軸箱零件明細(xì)表 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 5 3 三維實(shí)體造型設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用三維繪圖軟件 Pro E 繪制多軸箱實(shí)體造型 Pro E 具有強(qiáng)大的三維繪圖 功能 以下簡要介紹一下 Pro E 的特點(diǎn)與功用 Pro ENGINEER 是一套可以靈活配置的軟件包 可供從關(guān)鍵的超大型部件設(shè)計(jì)人員 等 臨時(shí) 桌面用戶到制造工程師使用 這樣 用戶就可以輕松地把單一的生產(chǎn)效率解 決方案升級(jí)為一套能夠滿足整個(gè)開發(fā)過程需求的集成系統(tǒng) 無論何時(shí)何地 只要用戶 希望在生產(chǎn)效率上投資并希望加快公司的投資回報(bào)即可 Pro ENGINEER 為用戶帶來一種簡化的新體驗(yàn) 其中包括直接建模技術(shù) 以及額外 提供的一體化曲面造型功能 專門設(shè)計(jì)的新模塊和大量增強(qiáng)功能 使得產(chǎn)品開發(fā)過程 更簡單 快捷 Pro ENGINEER 基于 PTC Granite One Granite One 包括一系列新技術(shù) 這些技術(shù) 用來建立和表示基于特征的模型 在不同 CAD 工具之間相關(guān)聯(lián)地轉(zhuǎn)換原始文件 提供 方便的存取數(shù)據(jù)方式 Granite One 取代了第一代簡單的幾何核心組件 為互操作能 力定義了一個(gè)新內(nèi)核 Pro ENGINEER 具有突破性的創(chuàng)新技術(shù) 包括直接建模 處理幾何體 交互地在屏 幕上直觀創(chuàng)建和修改特征 直接建模概念簡單易學(xué) 并且進(jìn)一步加快了產(chǎn)品的開發(fā)過 程 利用直接建模 Pro ENGINEER 用戶只需用點(diǎn)擊鼠標(biāo) 在屏幕上拖拽產(chǎn)品特征 即 刻改變或編輯模型 就可以建立特征 這一直觀的工作流 把鼠標(biāo)移動(dòng)和菜單導(dǎo)航一 般操作減少了 40 之多 Pro ENGINEER 另一個(gè)重要特色是交互式曲面設(shè)計(jì) 以 Pro ENGINEER 著名的相關(guān) 性為支撐的參數(shù)化實(shí)體建模與自由形式美學(xué)設(shè)計(jì)的這種無縫結(jié)合 為用戶提供了一個(gè) 高性能設(shè)計(jì)環(huán)境 這是靠松散地集成各種應(yīng)用程序所無法比擬的 Pro ENGINEER 新的曲面造型能力 實(shí)現(xiàn)了工程和設(shè)計(jì)的最終集成 隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì) 中高度程式化的 有機(jī)模型變得日益重要 CAD 系統(tǒng)必須將設(shè)計(jì)和工程結(jié)合 以便產(chǎn)品 設(shè)計(jì)人員能夠在當(dāng)今市場上進(jìn)行有效地競爭 能給產(chǎn)品改進(jìn)過程帶來好處的 Pro ENGINEER 的其它增強(qiáng)功能包括 繼承特征技術(shù) 使用戶能夠簡單快捷地創(chuàng)建并根據(jù)需要相關(guān)聯(lián)地更新其產(chǎn)品的過程和設(shè)計(jì)變型 零件 比較技術(shù) 根據(jù) PTC 獲得專利的形狀索引功能構(gòu)建 對兩個(gè)相似零件之間的幾何差異 提供即時(shí)圖形反饋 草繪 2D 實(shí)體技術(shù) 能夠在圖形視圖中與模型的幾何體相關(guān)聯(lián) 隨 著設(shè)計(jì)圖中的修改而相應(yīng)改變 把相關(guān)聯(lián)能力擴(kuò)大到圖形的 2D 草圖繪制中 規(guī)格驅(qū)動(dòng) 式管道系統(tǒng)布置技術(shù) 在布線過程中 始終符合預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn) 并且具有自動(dòng)附件 選擇和管線變化延伸的能力 在多軸箱裝配圖設(shè)計(jì)中已經(jīng)完成多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng) 齒輪排列位置 多軸箱的裝 配體已經(jīng)設(shè)計(jì)完成 為了更形象地表示出多軸箱的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)一個(gè)多軸箱的三維實(shí)體 來描述多軸箱的組成結(jié)構(gòu)和加工運(yùn)動(dòng)過程 附設(shè)計(jì)的三維裝配實(shí)體圖和實(shí)體分解圖如 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 下 圖 5 1 裝配實(shí)體圖 圖 5 2 實(shí)體分解圖 鳴謝 29 設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教學(xué)的最后也的最重要的環(huán)節(jié) 是對我們四年學(xué)習(xí)的總結(jié)和 考查 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 溫新和鞏固了已學(xué)的知識(shí) 提高了我們的綜合應(yīng)用能力 使我們樹立起理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與正確的設(shè)計(jì)方法 這次設(shè)計(jì)我選的課題是 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)工 作量大 主要設(shè)計(jì)組合機(jī)床多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)及箱體結(jié)構(gòu) 計(jì)算煩多 主要計(jì)算有軸 的計(jì)算 齒輪參數(shù)的計(jì)算還有動(dòng)力計(jì)算等 設(shè)計(jì)過程中我查閱了很多資料 而且參考了不少多軸箱設(shè)計(jì)的圖冊 為我的計(jì)算 和繪圖打下了基礎(chǔ) 也為設(shè)計(jì)找到了依據(jù) 本設(shè)計(jì)采用了一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)八根主軸轉(zhuǎn) 動(dòng)的結(jié)構(gòu) 對零件進(jìn)行孔加工 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)辛苦而又快樂的過程 在設(shè)計(jì)過程我也鞏固了專業(yè)知識(shí) 增長了 各方面的見識(shí) 而能完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 除了自身的努力 導(dǎo)師和同學(xué)的幫助也是不可或 缺的 在此也對他們表示感謝 鳴謝 30 鳴 謝 經(jīng)過十周認(rèn)真努力的學(xué)習(xí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束 本次設(shè)計(jì)是一次對自己大學(xué)四年 所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)和總結(jié) 過這次設(shè)計(jì) 讓我學(xué)到了很多東西 有很大收益 尤其是提高了我獨(dú)立分析思考的 能力 為我以后的工作和學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ) 也讓我認(rèn)識(shí)到自己在專業(yè)知識(shí)方面 方面存在的薄弱環(huán)節(jié) 甚至有時(shí)會(huì)偶爾犯一些不該犯的低級(jí)錯(cuò)誤 幸好有老師和同學(xué) 給予及時(shí)的提醒才得以更正 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我認(rèn)識(shí)到認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度 細(xì)心務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)對于一個(gè)工程技術(shù)人員來說 是尤為重要的 在設(shè)計(jì)過程中 通 過參考大量的設(shè)計(jì)資料 綜合以前學(xué)過的多科知識(shí) 使我將課本的知識(shí)融合到拉實(shí)際 設(shè)計(jì)中 我深深的認(rèn)識(shí)到本次設(shè)計(jì)不單是一次對大學(xué)四年來自己所學(xué)知識(shí)的考察 更 是一次絕佳的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì) 我相信每一位同學(xué)通過這次設(shè)計(jì)都會(huì)受益匪淺 在設(shè)計(jì)過程中 指導(dǎo)老師李作全 老師和同學(xué)給予拉我熱情的幫助 在此 我深表謝意 最后 由于本人知識(shí)水平有限 在設(shè)計(jì)過程中難免存在不合理的地方 希望老師 和其他同學(xué)指正 在此表示深深的感謝 參考文獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) 1 李益明 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1993 2 叢 鳳 延 主 編 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1994 3 東 北 大 學(xué) 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊 北 京 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 1999 4 吳 克 堅(jiān) 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2003 5 徐 灝 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 1975 6 馮 辛 按 主 編 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 12 7 左 宗 義 主 編 畫 法 幾 何 與 機(jī) 械 制 圖 廣 州 華 南 理 工 出 版 社 2001 9 8 吉 林 工 業(yè) 大 學(xué) 吉 林 工 學(xué) 院 東 北 工 學(xué) 院 主 編 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 下 冊 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1980 9 李啟炎 李光耀 主編 SolidWorks2003 三維設(shè)計(jì)教程 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 10 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1975 11 大連組合機(jī)床研究所編 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 12 Chemov N Machine Tools Mir Publishers 1984 13 Edwards Jr K S McKee R B Fundamentals of Mechanical Component Design McGrawHill 1991 附 錄 32 附 錄 The appropriation machine bed is a kind of being applicable to the particular spare parts exclusively with the machine bed that particular work preface process and is usually machine to constitute auto production line type produce to make in the system can t lack bed species The combination machine bed is an appropriation machine bed a kind of it regard standardizing the parts as the foundation going together with to constitute with a li