1028-減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計

1028-減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計,減速器,箱體,面孔,臉孔,組合,機床,總體,整體,設計,主軸 鹽城工學院畢業(yè)設計說明書10 引言本人這次畢業(yè)設計所設計的 16 軸立式組合鉆床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。為用來鉆削 80T 可彎曲刮板運輸機中減速器箱體的口面孔而設計的專用機床。該機床可適用于年產量為 1 萬臺的批量生產，為了保證加工零件的質量、產量和降低生產成本，在設計該立式組合鉆床時，首先應該制定合理的工藝方案，然后按照工藝方案的要求，確定機床的配置形式，選擇合理的通用部件，設計專用部件和工作循環(huán)控制系統(tǒng)。為表達該組合機床的總體方案，在設計時要繪制“三圖一卡”即 80T 可彎曲刮板運輸機減速器箱體的加工工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、生產率計算卡。然后根據(jù)“三圖一卡”進行組合機床的設計、調整和驗收。制造業(yè)作為我國的支柱產業(yè)，在整個國民經濟中占有舉足輕重的地位，它是我國比較優(yōu)勢產業(yè)，是勞動密集及智力密集型產業(yè)。而制造業(yè)的主體和基礎是機床行業(yè)；2002 年中國機床一躍成為世界最大的消費國和全球最大的機床進口國。同時加入 WTO 以后，全球經濟貿易的一體化，這對我國制造業(yè)的要求不斷提高，各種技術壁壘已經阻礙了我國機床行業(yè)走向國際化。如何刷新今天的被動局面，積極的應對挑戰(zhàn)、抓住機遇、贏得發(fā)展的契機，成為機床行業(yè)普遍面臨的問題。在國外，機床改造已有較長的歷史，在美國已有 50 多年的歷史。由于各國的政治、經濟、科學技術的差異，機床的種類、性能、結構的繁雜多樣，使機床的改造內涵更加豐富多彩，出現(xiàn)了機床的翻修、改進、改裝、改造、再生、再造。機床改造在汽車、機床、內燃機、航空等行業(yè)廣泛應用，并批量投入生產。一般認為：機床改造就是：利用最新的控制裝置和進給系統(tǒng)使舊機床獲得新生再造是一種較高的設備改造形式，國外稱這種工程技術是把老設備“重新回到圖板，以進行再設計，再制造，再鑒定的工作過程。通過全面改造設備主體結構和控制系統(tǒng)，引入最新技術，使機床達到現(xiàn)代化設計的新機床的水平，以滿足現(xiàn)代生產率、精度、環(huán)靜和技術標準。鑒于機床改造工藝技術水平要求較高。一般工廠用戶自行改造。往往難于達到技術性能和經濟效益?，F(xiàn)代制造業(yè)的優(yōu)化，除了信息化以外，還包括加工順序的工藝優(yōu)化、加工參數(shù)、切削刀具、熱處理金屬成型的優(yōu)化設計制造，從而實現(xiàn)降低成本、高效益的運作，達到高標準、高規(guī)范的要求。設計課題涉及到課題的分析、資料的查詢、資料摘錄，整理收集的資料。然后深入鹽城市機床廠生產一線向使用者、設計者學習，從而了解所設計的產品的成本、減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計2生產效率、特殊用途、設計理念、以及產品的市場競爭力。具體的了解機床的外形、主軸箱的大致結構，并記錄了如何有所改進，最后確定設計的方案。以及箱體的結構圖，并進行相關零件的選型計算。此種機床的構造設計要求我們具備相當強的實踐知識和經濟意識因此考慮到：動力裝置、電機的選用，優(yōu)化的配置企業(yè)內部現(xiàn)有各種資源，真正做到資源最小化，提高產品精度，實現(xiàn)了經濟效益最大化的要求，更好的服務于生產和經濟建設。本課題就是從培養(yǎng)我們的工程實踐意識、經濟意識，樹立正確的生產觀出發(fā)，并結合機床廠的多年實踐總結，該課題的設計由本本人單獨完成，設計任務由指導老師作了明確指配：由于我負責該立式組合機床的總體設計和組合鉆床主軸箱設計，故本人的設計說明書包括立式組合機床的總體設計和組合鉆床主軸箱設計，附件有生產率計算卡、圖的詳細說明。鹽城工學院畢業(yè)設計說明書31 立式組合鉆床總體設計概述1.1 零件加工工序圖加工工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺機床上或一條自動生產線上完成的工藝內容。包括加工部件的尺寸精度、技術要求、加工時的定位基準、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在機床上加工前毛坯的情況。本工序的加工內容是鉆口面 Φ14 孔，要求在立式鉆床上加工，以底面兩銷孔（上箱體為頂面）為定位基準，夾緊點位于第三軸孔和對側的第二、四軸孔上。在一個箱體上,因為有兩個孔是不對稱的,為了提高生產效率,縮短輔助時間,減少設備,用一臺組合機床來加工上、下箱體。在主軸箱上把所有軸孔都排成對稱的,在加工時,把不應有的鉆頭取下就可以加工上下箱體,則該立式組合機床有 16 根主軸。該加工孔的直徑為 Φ18mm,表面粗糙度,孔深分別為 110mm、50mm、25mm。定位時以底面和兩銷孔為定位基準是合理的,這樣定位精度高,易于保證各軸孔間的位置精度,故這種在立式組合鉆床上采用“一面兩銷”的定位方法加工精度是較高的。1.2 零件加工示意圖加工示意圖反映了機床的加工過程和加工方法,并決定了浮動夾頭或接桿的尺寸、刀具的種類和數(shù)量,刀具的長度和加工尺寸、主軸、刀具與工件間的關系尺寸等。合理的選擇切削用量、并決定動力頭的工作循環(huán)時間也是調整機床和刀具的依據(jù)。1.2.1 鉆頭的選擇加工時選用麻花鉆由《量具、刀具標準》P290-JB781-65 查得:①鉆 110mm 深的孔,用錐柄長麻花鉆d=18mm,柄部形式:B L=320mm L0=215mm錐柄尺寸莫氏圓錐 2 號,L2=90.5mm d1=17.2mm②由 P282-JB780-65 查得鉆 50mm 深的孔和 25 深的孔,用錐柄麻花鉆d=18mm 柄部形式 B L=320mm L0=215mm錐柄尺寸莫氏圓錐 2 號,L2=90.5mm d1=17.2mm減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計41.2.2 導向選擇:①由［I］P223 表 3-4 和 3-3 及［Ⅱ］P63 選擇選擇導向長度 L1=45mm 的固定式導套。②導套配合的選擇查［I］表 3-5 可知:d 用 Db 新標準為 G7D 用 D/db,新標準為 H7/g6D1 用 D/ga,新標準為 H7/n6（導套）1.2.3 主軸的選擇切削扭矩為 1424.86Kg.mm由 ［I］表 5-10 查得d=B =7.5 =25.22mm410m41086.2按標準系列取主軸軸徑為 30mm由［I］表 可查得主軸外伸長度 L=115-15=100mmD/d1=50/36按桿莫氏圓錐號 2 號鹽城工學院畢業(yè)設計說明書5（主軸）1.2.4 接桿的選擇選用 B 型(A 型為加強型接桿)11 號接桿（連接桿）1.3 動力部件的選擇1.3.1 動力部件的功率選擇動力部件的功率選擇是根據(jù)所選的切削用量計算出切削功率及進給功率之需要,并考慮提高切削用量的可能性(一般提高 20％)選擇相應的動力部件。切削用量為V=13 米/分 n=230 轉/分 f=0.16 毫米/轉刀具耐用度驗算減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計6T=( 83.15.02.8960 )9613()(2.15. ???BHSVD=181971.027 分=3032.85 小時一天按工作 15 小時計算,刀具耐用度為 202.19 天,則切削用量選擇合理。切削功率由計算得:N=14×0.3733=5.227(KW)取 η=0.8 則N 動> =6.53(KW)8.0275??切6.53+(6.53×30%)=8.49(KW)故選用 10KW 的電動機。1.3.2 主軸箱最大輪廓尺寸的選擇根據(jù)工件外輪廓尺寸和結構需要,選用 1000×630×340mm 的標準主軸箱,由于結構的需要在 1000 方向上再加四個導桿座,導桿座內徑為 Φ100mm,這樣用來支承導桿的外形尺寸成為 1200mm,外廓尺寸就成為 1200×630×340mm。D=36mm D1=30mm B 型 D2=50mm L1=110mm L2=30mm莫氏錐度號為 2 號, L1 選擇由具體情況而定1.3.3 主軸箱鉆模板工件等相互之間位置及尺寸導向長為 45 mm,鉆模板厚為 35 mm,加工終了位置時鉆模板與工件相距 10 mm,切出長度為 12 mm,導向套與主軸箱間間距為 30 mm,采用活動方式鉆模板。 （如下圖）鹽城工學院畢業(yè)設計說明書71.3.4 動力循環(huán)的選擇動力頭的工作循環(huán)包括:快進、行進、工作進給和快退等動作。本機床采用“工進—快退”的循環(huán),這是由機床總聯(lián)系尺寸圖確定后又重新修改的結果。1.4 機床聯(lián)系尺寸圖1.4.1 機床裝料高度的確定考慮到通用部件尺寸的限制和操作方便,裝料高度可在 850～1060mm 之間選取,具體到本設計中取裝料高度 1000mm。1.4.2 夾具輪廓尺寸的確定裝卸工件是在機床外面完成的,夾具在裝卸工件時可拉進拉出。由于結構限制,夾具與滑臺做成一個整體是特制滑臺。參考 63 滑臺制造而成,導軌部分局部尺寸不變,最大外輪廓尺寸為 1200×950×500mm。1.4.3 中間底座尺寸的確定中間底座支撐著夾具體,按需要取長為 1700mm.寬和高取坐標準值分別為1000mm 和 560mm。減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計81.4.4 主軸箱各尺寸的確定前面已經確定了其外形輪廓尺寸,根據(jù)［I］確定后蓋為 90mm,前蓋為70mm(考慮作油池用)主軸箱體為 180mm。1.4.5 滑臺的選擇滑臺的選用應根據(jù)工件的外輪廓尺寸和進給抗力,工作循環(huán)來確定。進給抗力:ΕP=300.5×14=4207(Ｋg)由一部組合機床通用機床部件設計組所編寫的指導教材直接查得用 HY63B 型滑臺。行程為 630mm,最大進給抗力為 6300Kg,快進行程速度為 4.2 米/分。1.4.6 動力箱的選擇由［Ⅱ］可查得,選用 TD63AⅡ型動力箱,電機型號為 JO2-61-6。功率為10KW,驅動軸轉速為 48.5rpm。1.4.7 其它配套部件的選擇由一部組合機床設計小組所編指導資料查得與 HY63BⅡ型滑臺配套的其它部件為:立柱:型號 CL63A 立柱底座:型號 CD63由以上資料即可作出機床總體設計的“三圖一卡”具體見圖紙和該說明書的附錄部分。下面進行立式組合鉆床主軸箱的設計2 組合鉆床主軸箱的設計2.1 繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖主軸箱是組合機床的重要組成部件,它是選用通用零件,按專用要求進行設計的,其主要功用是根據(jù)被加工零件的加工要求,安排各主軸位置將電機和動力鹽城工學院畢業(yè)設計說明書9箱部件的功率和運動通過一定速比排布的傳動齒輪傳遞給各主軸,使其獲得所要求的轉速和轉向,并帶動刀具進行切削。由于本次畢業(yè)設計要求本人設計的立式組合鉆床的主軸箱,故本說明書中只對主軸箱的設計、計算作詳細的論述,而對其總體設計部分只做一般性的概述。主軸箱設計原始依據(jù)圖,是根據(jù)組合機床總體設計中的“三圖一卡”整理編繪出來的,其主要內容包括主軸箱設計的原始要求和已知條件。在編制此圖時從“三圖一卡”中已知:(1)主軸箱輪廓尺寸:1000×630×340mm。(2)工件輪廓尺寸 921×360mm 及各孔位置尺寸。(3)工件和主軸箱的相對位置。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可編制出該立式組合鉆床主軸箱設計的原始依據(jù)圖見圖 1附表:(a)被加工零件名稱:80T 可彎曲刮板運輸機減速器箱體材料:HT200 鑄鐵硬度:HB190機 床 生 產 率 計 算 卡圖號 材料種類 HT200名稱 減速器上(下)箱體 毛坯重量被加工的零 件 材料 灰口鑄鐵 硬度 HB190工序名稱 鉆口面螺栓孔 工序號進刀量 工時(min)序 號 工步名稱 被加工零件數(shù)加工直徑加工長度工作行程切削速度m/min每分轉速rpm每轉mm/r每分mm/min機動工時輔助時間共計1 裝入工件 12 定位夾緊 0.23 動力部件工進Φ18 111 155 13 230 0.16 36.8 4.24 工件拔銷 0.1減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計10放松5 動力部件快退155 4200 0.0316 卸工件 1.5單件工時 4.2 1.831 6.031機床生產率 Q實9.9486要求生產率 Q 5.3478備注 1.本計算卡是加工箱體時的一些數(shù)據(jù),下箱體完全相同。2.裝卸工件時是由工人的熟練程度及機床發(fā)復雜性決定的,本機取 1.5 分,工作地服務時間和休息時間取0.3 分(在總時間內)。 負荷率 η 53.76％(b)主軸外伸尺寸及切削用量7.89.1011.12 3.45.613.1415.16 1.2 軸號Φ18 Φ18 Φ18 加工直徑(mm)Φ30 Φ30 Φ30 主軸直徑(mm)Φ50/Φ36 Φ50/Φ36 Φ50/Φ36 D/d1(mm)100 100 100L(mm)主軸外伸尺寸13 13 13 V(m/min)230 230 230 n(rpm)0.16 0.16 0.16 ｆ(mm/r)36.8 36.8 36.8 Vf(mm/min)鹽城工學院畢業(yè)設計說明書11圖 1 原始依據(jù)圖(c)動力部件TD63A 型齒輪傳動動力箱功率 10KW,電動機轉速 970rpm,驅動軸轉速 485rpm,驅動軸到動力滑臺表面距離為 249.5mm,其它尺寸可查動力箱裝配圖。2.2 主軸結構形式的選擇及動力計算2.2.1 主軸結構形式的選擇主軸結構形式由零件加工工藝決定,并應考慮主軸的工作條件和受力情況。 因為本工序是對減速箱箱體口面孔進行鉆孔,且采用立式組合鉆床,根據(jù)結構的需減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計12要,選用前支承為推力球軸承來承受軸向力,用向心球軸承來承受徑向力,后支承為徑向止推滾子軸承的主軸結構。這種結構能承受較大的軸向力,其缺點是軸承較多,密封麻煩且拆裝不便。本主軸屬于外伸長度為 100mm 的長主軸,它與刀具鋼性連接,配以單向導軌用于鉆孔。2.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定初定主軸直徑已在編制“三圖一卡”時完成,由此可在“三圖一卡”中得知主軸直徑初定為 d=30mm。主軸箱中齒輪的模數(shù)通常有 2、2.5、3、3.5、4 等幾種,根據(jù)經驗,初選模數(shù)可由公式:????mNZm3~0??估算,再通過類比法,從通用系列中選用各齒輪的模數(shù),對于本次設計的主軸箱,由于主要傳動鍵中的齒輪往往和多個齒輪嚙合,受力交復雜,往往速度較低,受力較大。故選用模數(shù)較大的齒輪,同時為了便于組織生產,在同一主軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種。綜合考慮,本設計中取傳動齒輪模數(shù) m=3。2.2.3 主軸箱動力計算因所有主軸都用于鉆孔,故均選用有止推軸承的主軸,各主軸直徑和主軸所需動力如下:(1)鉆 Φ18mm 孔,鉆頭直徑 D=Φ18mm,轉速 n=230rpm切削速度 V=13m/min,每轉進給量 f=0.16mm/r相應的軸號為 1、2由 M= 得6.08.09.HBfD?M= )84.12....1 mkg??（按［I］表 5-10,可取主軸直徑 d=30mm即 d1=d2=30mm由 N= 得 ：DMV306鹽城工學院畢業(yè)設計說明書13N1=N2= ）（ KW362.018364.2??由 P=2.6D 得 ：..0HBfP1=P2= ??kg75.4..26.0(2) 鉆 Φ18mm 孔,鉆頭直徑 D=Φ18mm,轉速 n=230rpm切削速度 V=13m/min,每轉進給量 f=0.16mm/r相應的軸號為 3、4、5、6、13、14、15、16 由 M= 得.08.09.1HBfD?M= )84.12.6... mkg??（按［I］表 5-10,可取主軸直徑 d=30mm即 d3=d4=d5=d6=d13=d14=d15=d16=30mm切削功率由 N= 得 ：DMV306N = ）（ KW2.184.2??即 N3=N4=N5=N6=N13=N14=N15=N16=0.3362(KW)切削力由 P=2.6D 得 ：6.0.HBfP= ??kg75.241.86.2.??即 P3=P4=P5=P6=P13=P14=P15=P16=274.75(kg)(3) 鉆 Φ18mm 孔,鉆頭直徑 D=Φ18mm,轉速 n=230rpm切削速度 V=13m/min,每轉進給量 f=0.16mm/r相應的軸號為 7、8、9、10、11、12由 M= 得6.0.09.1HBfD?M= )84.12.8.8.. mkg??（即 M7=M8=M9=M10=M11=M12=1424.84(kg mm)由 N= 得 ：MV306切削功率 N= ）（ KW362.0184.2??N7=N8=N9=N10=N11=N12=0.3362(KW)切削力由 P=2.6D 得 ：6.0.HBf減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計14P= ??kg75.24016.8.26.??即 P7=P8=P9=P10=P11=P12=274.75(kg)(4) 主軸所需功率……????4321NN ）（ KW3792.516.0??根據(jù) N 主= ?切式中 為組合機床主軸箱傳動效率,在加工黑色金屬時取 =0.8 ,?9.0~本設計中由于主軸較多,且傳動較復雜,為了保險起見取 =0.8。則 N 主= =?切 ）（ KW724.68.0395?根據(jù)上述計算,選取電機功率為 10KW主軸所需總切削力為:……????4321P）（ Kg4396175.26??2.3 傳動系統(tǒng)的設計與計算主軸箱的傳動系統(tǒng)設計,就是通過一系特定的傳動鏈把動力箱輸出軸(亦稱主軸箱驅動軸)傳進來的動力和轉速按要求分配到各主軸,傳動系統(tǒng)設計的好壞,將直接影響主軸箱的質量、通用化程度、設計和制造工作量的大小和成本。2.3.1 主軸位置的分析及傳動比的分配 在設計傳動系統(tǒng)時,要盡可能用較少的傳動件,使數(shù)量較多的主軸獲得預定的轉速和轉向。因此,在沒有計算時,單一應用計算式、作圖的方法就難以達到要求。在設計中,采用“計算、作圖和試湊”相結合的方法來設計計算,其具體設計步驟如下:(1) 主軸的位置分析 組合機床所加工的零件是多種多樣的,結構也各不相同,但零件上孔的分布大體可歸納為以下幾種類型:同心圓分布、直線分布、任意分布。該主軸箱中,軸 1 和 16 由傳動軸 O5 帶動,屬直線分布, 軸 2、3 由傳動軸 O4 帶動屬直線分布, 軸 4 和 15 由傳動軸 O2 帶動,亦屬直線分布。軸 5、6和 13、14 分別由 O8 和 O7 帶動,同樣屬直線分布,而軸 7、8、9 由 O11 帶動,鹽城工學院畢業(yè)設計說明書15則屬于同心圓分布,同樣軸 10、11、12 由傳動軸 O10 帶動, 屬于同心圓分布,從上看出,該主軸箱中主軸分布屬任意分布。(2) 傳動比的選擇為使結構緊湊, 主軸箱內齒輪的最佳傳動比一般為 1～1.5,但在立式主軸箱后蓋內第四排齒輪,根據(jù)需要,其傳動比可取大一些,但一般不超過3～3.5,據(jù)此,在本設計中為了使主軸上齒輪直徑小些，所以先由第Ⅳ排齒輪減速,然后再由箱體內最后一級齒輪升速,獲得所需的主軸轉速,這樣使結構較為合理緊湊。(3)傳動軸的位置和轉速、齒輪齒數(shù)本主軸箱內傳動系統(tǒng)的設計是按照計算、作圖和試湊的一般方法來確定齒輪齒數(shù)。中間傳動軸位置和轉速,設計過程中本著以下原則:①在保證主軸強度、剛度、轉速、轉向的前提下,應使傳動軸和齒輪數(shù)量少,規(guī)格小,體積小,盡量用一根中間軸帶動多根主軸,當嚙合中心距不符合標準時,可采用變位齒輪或略改變傳動比的方法來解決。 ②盡量避免主軸帶動主軸的方案,只要滿足要求就盡量減少傳動軸,主軸的規(guī)格,減少零件品種。③鉆孔負載大,在結構上盡量使主軸上齒輪靠近前支承,減少主軸的扭轉變形。④主軸齒輪尺寸受結構限制(如:孔與孔中心距小,不允許齒輪尺寸過大,否則齒輪與齒輪,齒輪與軸套就會發(fā)生干涉)不能太大, 傳動系統(tǒng)開始采用較大的降速傳動比,到主軸后,又采用了升速傳動,這樣就會使齒輪尺寸減小。a.已知各主軸轉速及驅動軸到主軸之間的傳動比主軸: ……=?21nrpm23016驅動軸: rp4850各主軸傳動比: 108.216,.2?ib.各傳動比分配:因為要求主軸上齒輪不過大,故最后一對齒輪取升速108.2?i其余主軸取 .i驅動軸 O1-O3.O6.O9 均用降速108.29.631??oi減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計16c.確定傳動軸位置并配對各齒輪根據(jù)試算、作圖和試湊法,計算出各傳動軸齒輪齒數(shù)、模數(shù)為:驅動軸 :Z=25 m=31OO 軸:I 排 Z=47 m=32Ⅳ排 Z=43 m=3O 軸:Ⅲ排 Z=33 m=33Ⅳ排 Z=50 m=3I 排 Z=33 m=3軸 ：45Ⅳ排 Z=46 m=3軸 ：6I 排 Z=26 m=3軸 ：87OⅡ排 Z=43 m=3I 排 Z=41 m=3軸 ：9Ⅱ排 Z=58 m=3I 排 Z=38 m=3軸 ：10OⅢ排 Z=27 m=3d.驗算各主軸轉速rpmnn 6.281.48516321 ????92.54r0.7.1436pmnn 23461852097 ????r.39.18轉速相對損失在 5%以內,符合設計要求。e.用中間傳動軸 O2 作調整手柄軸,其轉速如下:rpmno7.2814352??軸 O2 的轉速較高,操作省時省力,位置適當,可滿足要求。鹽城工學院畢業(yè)設計說明書17f.采用 B-ZIR12-2 型葉片泵,經中間傳動軸 O6 經一對齒輪 。傳 動163rpmn60134528???泵滿 足 要 求范 圍 之 內在泵 ,~02.3.2 主軸箱的潤滑和手柄設置a.由于葉片泵使用可靠,性能良好,故該主軸箱中采用 B-ZIR12-2 型葉片泵進行潤滑。把油從前蓋油池打到頂部由 4R-31-1 型分油器把油分成兩路通到齒輪集中的 I 排,兩路通到Ⅲ排齒輪進行直接潤滑和滴漏潤滑(由于上箱體上有許多孔,油是可以從軸承間隙中滴漏下來的)。該葉片泵裝在主軸前壁上,采用油泵傳動軸帶動葉片轉動的傳動方式,工作時轉速為 600rpm。b.手柄的位置由于主軸箱上有很多刀具,為了便于更換和調整刀具以及裝配和維修時檢查主軸精度,故在主軸箱上設置一個手柄軸,以便于手動回轉主軸。為了扳動起來輕便,手柄軸的轉速應盡可能高一些,且所處位置靠近操作者一側。并留有扳手作用位置的活動空間,該主軸箱中安排在 O2 軸上是比較合理的。2.3.3 傳動軸直徑的確定:軸 O2:MO2=2M 主 ).(397.21584.12mkgi????查［I］表 5-10,取 d=25 由于 O2 為手柄軸,故去取 do2=30mm軸 O3:MO2=4M 主 ).(63754.12kgi????查［I］表 5-10, 取 do3=30mm軸 O4:MO4=2M 主 ).(84263584.12mkgi????查［I］表 5-10, 取 do4=25mm軸 O5:減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計18MO5=2M 主 ).(84263584.12mkgi????查［I］表 5-10, 取 do5=25mm軸 O6:).(410592678.145268.146 mkgiMiO ?????主主查［I］表 5-10, 取 do6=35mm軸 O7.O8:).(3921584.1287 kgiO?????主查［I］表 5-10, 取 do7=do8=25mm軸 O9:).(81276384.1289 mkgiMO ????主查［I］表 5-10, 取 do9=35mm軸 O10:).(29564.12210 kgiO????主查［I］表 5-10, 取 do10=25mm軸 O11:).(32956784.1221 mkgiMO????主查［I］表 5-10, 取 do11=25mm2.4 主軸箱坐標系計算坐標系計算就是根據(jù)以知的驅動軸的位置及傳動關系,計算出中間傳動軸的坐標,以便在繪制箱體零件加工圖時,將各孔的坐標尺寸完整的標注出來,并用以繪制坐標檢查圖,作為對傳動系統(tǒng)設計的全面檢查。1.這個主軸箱是安裝在動力頭上的,坐標原點選擇在主軸箱左側的定位銷上,其尺寸距主軸箱側邊 E=50mm,底邊 H=30mm,基準坐標架 XOY。2.坐標原點確定后,可根據(jù)原始依據(jù)圖在基準坐標架上注出各個主軸的坐標:主軸 1:x1=768+70+31=869.000y1=120+82.5-30=172.500主軸 2:x2=768+70+31=869.000鹽城工學院畢業(yè)設計說明書19y2=172.5+(232-82.5)=322.500主軸 3:x3=675+70+31=776.000y3=315+120-30=405.500主軸 4:x4=439+70+31=540.000y4=315+120-30=405.500主軸 5:x5=251+70+31=352.000y5=315+120-30=405.500主軸 6:x6=85+70+31=186.000y6=315+120-30=405.500主軸 7:x7=70+31+5=106.000y7=315+120-30=405.500主軸 8:x8=31.000y8=315+120-30=405.500主軸 9:x9=31.000y9=106.44+120-30+102.685=299.125主軸 10:x10=31.000y10=106.44+120-30=196.440主軸 11:x11=31.000y11=120-30=90.000主軸 12:x12=70+31+5=106.000y12=120-30=90.000主軸 13:x13=85+70+31=186.000y13=120-30=90.000主軸 14:x14=251+70+31=352.000y14=120-30=90.000主軸 15:x15=439+70+31=540.000y15=120-30=90.000主軸 16:x16=675+70+31=776.000y1=120-30=90.0003.計算中間傳動軸的坐標傳動軸 O1: xO1=450.000YO1=249.5-30=219.500傳動軸 O2: 5.173)84(2)(15????OZmR’減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計20取 x=B 則 y= 297.158.15722????XRxO2=X15+X=540+8=548YO2=Y15+Y=90+157.297=247.297驗算: 207.2????YA?傳動軸 O3: RO2-O3= 513904）（XO3= XO2+ RO2-O3=548+139.5=687.500Yo3=YO2=247.279傳動軸 O5:L= 319.24)7689()0.172(2???60.193.102 369.4871.)52(.)867()( 871.2)(210351221212 ???? ???????XRYLbhadR則: 769.85?OYo3=Y1+Y=172.5+79.6=192.100驗算:1 軸和 O5 軸 R1=102137.0)5.82619()36.9(206 63.0.1936.1212252?????????byaXRY?軸 ：軸 和軸 O4: .5鹽城工學院畢業(yè)設計說明書21則: 50.327.6125.93.. 759.48.1057.6459.)(2175.129)2405(306.79)2(.63802.351.10829..673.2301 221 2222105405 ?????????????????????YaXRLbhadRLRYXR）（檢驗:7 軸與 O11 軸 R2=79.5.01072?）（R?9 軸與 O11 軸 R2=79.524.221???）（ YX傳動軸 O10:XO10=X12=106RO10-12= 5.7963）（Yo10=Y12+ RO10-12=90+79.6=169.500檢驗:O10 軸與 10 軸: R=79.506.49.752??????YXR?O10 軸與 12 軸: R=79.55..8120）（傳動軸 O9: R1= 50.438??）（R2= 2）（減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計22L= 45.1).3250.17()610(2????725.48.95.18)( ..7.2221 2221 ???????XRYLbhadRXo9=X010+X=106+89.448=195.448Y09=Y010+Y=169.5+77.725=247.225傳動軸 O8: R1= 0.87263??）（R2= ）（L= 16)35(2??則:X3=83Xo8=X6+X=186+83=269.000Y09=Y6+Y=405-26.077=378.923檢驗:6 軸與 O8 軸: R1=87057.7.2683721 ???????YXR?5 軸與 O8 軸: R2=87..2222傳動軸 O7: R1= 0.8763??）（R2= 2）（L= 16)35(02??07.8378221??XRYXo7=X13+X=186+83=269.000Y07=Y13+Y=90+26.077=116.077 檢驗: 057.7.268372 ???????Y?鹽城工學院畢業(yè)設計說明書23傳動軸 O6: R1= 0.1562483??）（R2= ）（a=X09-X01,b=Y09-Y01L= 73.25).45.219()408.195(2 ??????ba08.1253.16.)( 4.97.3)(221 2221 ?????XRYLbhadRX06=X09+X=195.8+155.531=351.331Y06=Y09+Y=247.5+12.088=259.588檢驗:軸 01 與 06 R2=106.5軸05.49.1065.)()(222 ??????bYaXR?06 與 07 R1=156O 軸:4.8.3.1562221 ?X=0 Y=017 軸:X=900 Y=0減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計24坐標驗算表N-N X Y A 實 A △AO1-O2-O68409.731157.29715.912102106.5102106.500O2-4-O3-158.082189.5008157.50157.279157.707139.500157.7072157.5139.500157.50.207000.2070O3-O4-O582.08182.08155.35155.3519999999900O5-1-1699.369192.36919.6104.8101.364103.317102102-0.6360.317O6-O9 155.531 12.088 156 156 0O7-13-14838326.07726.0778787878700O8-O5-O6838326.07726.0778787878700O9-O10-O11-O889.44889.44873.277.72577.725131.423118.5118.5150.434118.5118.5151.500-1.066-O7 73.2 131.423 150.434 151.5 -1.066O4-3-26.36899.368102.11419.614102.317101.3641021020.317-0.636O10-10 75 26.35 79.5 79.5 0O10-11-1275079.579.5109.580.05109.579.500.55O11-7-8-90757579.679.526.39580.05109.5118.579.5109.5118.50.55002.5 主軸箱上變位齒輪系數(shù)的計算根據(jù)主軸箱的坐標計算和坐標驗算表中發(fā)現(xiàn)有幾個齒輪的中心距超出允許差范圍(δ≤0.001～0.009mm)故需要對齒輪變位來滿足中心距的要求,保證齒輪傳動準確鹽城工學院畢業(yè)設計說明書25可靠,有關齒輪變位量計算如下:軸 O2 上齒輪:Z=47 m=的修正理論中心距:157.5實際中心距:157.707 207.206.)5847(2)(cos1 ??????? ?tgimitgimivZw??則變位量為 X=0.21軸 O4 O5 上齒輪:Z=33 m=3 的修正理論中心距:101.364實際中心距:102 ??96.2020cos134.cos??? 317.0296.0)35(2)(1 ???????tgimitgimivZw???則變位量為 3.0軸 1 軸 2 上的齒輪 Z=35 m=3 的修正理論中心距:102實際中心距:102.3173??5.1920cos37.0cos??? 95.025.19)3(2)(1 ???????tgimitgimivZw???則變位量為 95.0軸 7 軸 12 上的齒輪 Z=26 m=3 的修正理論中心距:79.5實際中心距:80.05 ??05.212cos8.9cos???減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計2653.0205.1)726()(21 ??????? ?tgimitgimivZw???則變位量為 5.0軸 O9 上的齒輪 Z=58 m=3 的修正理論中心距:150.43369實際中心距:151.5 ??85.120cos43690.cos??? 06.12085.1)435(2)(1 ???????tgimitgimivZw???則變位量為 06.可取變位量 1???2.6 繪制坐標檢查圖在坐標設計完畢后,還需繪制坐標及傳動關系檢查圖,以便用來檢查坐標計算的正確性,齒輪與齒輪箱體,軸承與軸承零件之間有無干涉,以及附加結構位置是否合適等等。該立式組合鉆床主軸箱的坐標檢查圖如圖(2)所示,圖中齒輪分度圓用點劃線表示,粗實線代表軸,細實線表示軸承。從該檢查圖上可以看出, 主軸箱的坐標設計是正確的合理的,齒輪與齒輪、軸、箱體,軸承與軸承等零件之間都無干涉現(xiàn)象,其它附件的位置安排也是合理的。2.7 主軸箱中軸的校核計算在主軸箱中,不管是主軸還是傳動軸,它們的直徑都是按照扭轉剛度條件,根據(jù)其所受的扭矩,由［I］表 5-10 選取的,故它們的剛度是完全滿足使用要求的,這里只對那些相對強度較弱的軸進行強度校核。在本主軸箱中,由于軸 1～16 都是鉆孔,且鉆孔直徑都是 Φ18,所受的切削力相當,只是在鉆孔深度上有所不同,故在校核計算中可任選其一進行校核。若能滿足強度要求,則其它各軸也能滿足強度要求。鹽城工學院畢業(yè)設計說明書27我選擇軸 13 進行強度校核計算13 軸受力情況如圖(3)所示(a)切削扭矩 mNkgT.61428.86142??軸上齒輪齒數(shù) Z=32,m=3則 d=Mz=32 93?NtgFrdt 02.18369.084206.1????軸的材料為 Cr,熱處理 C421.作出水平受力圖,彎矩圖 圖(b)(c)mNBCRMHCtDB .7615842.1????2.作出垂直受力圖,彎矩圖 圖(d)(e) FrVDNB 0..RC 784210.5???3.求合成彎矩,并作出合成彎矩圖 圖(f)mNMVCHC .451239.6.22 ???4.作出扭矩圖,考慮到開始切削和終了切削軸所受的切削紐矩 T 可看成是脈動的,故取 (見圖 g)59.0??NmT67.840.12??5.求彎量彎矩,見圖 3(h) mNTMCce .451967.845.319)( 2222 ???6.校核軸的強度由 得WCece??Pace52.301.49?由［Ⅵ］表 11-3 查得:減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計28??軸 滿 足 強 度 要 求∵????MPabce751?2.8 齒輪強度的校核計算在初步確定主軸箱和傳動系統(tǒng)后,還要對危險齒輪進行校核計算,尤其對低速級齒輪或齒根到鍵槽的距離較低的齒輪及受轉扭矩較大的齒輪更應該進行強度校核,以保證傳動系統(tǒng)運轉平穩(wěn)、準確,有一定的使用壽命。通過比較可以發(fā)現(xiàn),在本設計中的主軸箱中,最薄弱的齒輪是驅動軸齒輪,因為它傳遞的功率大,接近 6KW,只要它滿足強度要求,其余的傳動軸上齒輪亦滿足強度要求。驅動軸 O1 上的齒輪齒數(shù) Z1=25,模數(shù) m=3,齒寬 b=84mm,與它相嚙合的齒輪齒數(shù)Z2=46,模數(shù) m=3,齒寬 b=24mm，齒輪材料為 45 鋼，采用高頻淬火熱處理：G54，HRC52～56 。 81.2546.752311???Zudbm1.按齒面接觸疲勞強度校核校核公式： ubdKTZHE121?????由 Z1=25，Z2=46 查［Ⅵ］圖 7-14 查得:75.01???846.02???則 21..7.?因是直齒輪， 51??故 62.??r查［Ⅵ］表 7-13 得: .??K查［Ⅵ］表 7-6 得: 251A鹽城工學院畢業(yè)設計說明書29查［Ⅵ］表 7-12 得: 14.??K476.01259.0/09.861???VZsmnd?由［Ⅵ］表 7-9 得: 5.1vK則： 64.105.2.???VA??節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z .2?H由［Ⅵ］表 7-7 得: Z MPaE819查［Ⅵ］表 7-19 得: Z .0?由［Ⅵ］圖 7-26 得: H31lim??Pa2li由［Ⅵ］圖 7-27 得: 1NZ2?取 ,5.1?WHS則：許用接觸應力：?? MPaSHZWN 67.85.1301lim1 ????ZWN 3..2lim2??MPaubdKTHE45.163 74.1875846.2.1.02892? ?????????要 求齒 面 接 觸 疲 勞 強 度 滿 足＜?H??減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計302. 校核齒根彎曲疲勞強度校核公式： ≤???YmbdKTSaFF??12??F?FxNFli查［Ⅵ］圖 7-23 得:65.21?FaY41.2?FaY查［Ⅵ］圖 7-24 得:8.1Sa 67.2Sa查［Ⅵ］圖 7-25 得: 0??Y查［Ⅵ］表 7-9 得: 1F查［Ⅵ］圖 7-31 得: （∵m ）X5＜查［Ⅵ］圖 7-30 得: 0.1?NY0.12?NY由［Ⅵ］圖 7-29 得: MPaF8lim?652li則 ?? aSFYFWN 3..101lim1 ?????MPFZFWN .45.62lim2?比較：??078.3.5161 ?FsaY?92..422?Fsa由于 ＜??1FsaY????2Fsa所以值大的齒輪強度弱，應帶入大值進行計算。鹽城工學院畢業(yè)設計說明書31??MPaPaYmbdKTFSaFF3.492.67.06127584.1.2???????＜故彎曲疲勞強度滿足要求2.9 其它2.9.1 主軸箱中軸的支承軸承的類型選擇由于該組合機床是用來鉆削 80T 可彎曲刮板運輸機減速器箱體上的 16 孔而設計的立式組合鉆床，故主軸箱上主軸承受軸向力。因此主軸的前支承主要用了推力軸承和單列向心球軸承，后支承用了徑向止推滾子軸承，這樣，保證了主軸運轉過程中平穩(wěn)性。傳動軸均采用了圓錐滾子軸承，因為該軸承可承受較大的徑向及軸向載荷，內圈和外圈可以分離，安裝方便，且可以通過調整徑向間隙進行預緊，但極限轉速較低。（a）軸承的安裝軸承的安裝采用雙支點單向支承，傳動軸的圓錐滾子軸承分別安裝在軸的兩端，且采用背對背安裝。由于傳動軸上有Ⅳ排齒輪，為了減少懸臂長度，提高支承的剛度，故采用了反裝法。（b）軸承的固定鎖緊本主軸箱中軸承采用了軸肩進行外圈固定，內圈采用軸端螺母及軸套進行鎖緊。（c）軸承的潤滑本主軸箱中軸承的潤滑是通過油泵將油抽至端的分油器。然后通過銅管送到軸承處進行滴油潤滑。2.9.2 軸上零件的固定與防松主軸箱內軸上的齒輪是通過鍵來實現(xiàn)周向固定的，靠軸套用軸端螺母進行軸向壓緊的，且采用了防松墊圈來防止螺母的松動。減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計322.9.3 主軸箱體及其附件的選擇設計（1）主軸箱體的選擇設計該立式組合鉆床主軸箱選用 1000×630 的通用主軸箱體，并在兩邊加四個導桿座而成，導桿座外徑 100mm，導桿在主軸箱箱體上的安裝關于主軸箱對稱。其中心線長為 1100mm，具體見“主軸箱總裝圖” ，主軸箱材料為 HT200，前后蓋的材料都是HT150 。雖然主軸箱是通用的，但是為了滿足具體的使用要求，故在此基礎上進行了一系列的補充加工或修模后補充加工。其補充加工的情況參見相應的箱體，前蓋的補充加工圖紙。（2）主軸箱上附件的設計（a）分油器本主軸箱中分油器選用 4R31-1 型分油器，其具體作用是把油分成幾路，分別潤滑不同排數(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，降低動力消耗發(fā)熱。（b）側板該主軸箱由于結構上特殊，兩邊各有兩個導套，故無側板只有一個側蓋。（c）油杯、油塞、油標油杯是用來給箱體注油之用，以保證箱體內油液滿足要求，該主軸箱的油杯放置在前蓋上。油塞是用來放油之用，應放置在箱體的底部，由于該主軸箱是立式組合鉆床上的，故油塞放置在前蓋上，放油孔塞與凸臺之間應加封油圈密封。油標是用來指示油面高度，應該設置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處，該主軸箱選用管狀油標（GB1162-79） ，放置在前蓋側面上。2.9.4 潤滑油的選擇、密封件的選擇由 149 頁查得，本立式組合機床主軸箱的潤滑采用 30 機械油，注油量??第?#為 14 升。組合機床的密封有多種多樣，適用于本設計中的立式組合機床的有兩種，一種是用 DT0721-7 型防油套密封。另一種是用 DT0722-72 型防油套和 DT0721-73 型防油罩進行密封。該設計中的立式組合機床上的密封選用 DT0722-72 型防油套和DT0721-73 型防油罩結合進行密封，保證了密封效果。鹽城工學院畢業(yè)設計說明書332.9.5 主軸箱的安裝定位該主軸箱是采用圓柱銷進行定位后，安裝在動力頭上，其密封是采用紙墊圈密封。減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計34結束語近三個月的畢業(yè)設計即將結束，它是我們四年大學學習生活的最后一次重要的實踐環(huán)節(jié)，為我不久走上工作崗位創(chuàng)造了一個很好的鍛煉機會。畢業(yè)設計是一門綜合性的設計，是對我們四年來所學各科知識的具體應用，這就要求我們既有扎實的理論知識，又有較強的設計能力和豐富的實踐經驗，所以在進行畢業(yè)設計的過程中，要求我們靈活地運用所學知識，收集各種有用的資料，認真的進行調查研究，力求理論和實踐相結合，在畢業(yè)設計實習期間虛心向工廠的工程技術人員學習討教，吸取他們豐富的理論和實際經驗，來充實自己的頭腦，改善自己的頭腦，改善自己的知識結構。這次畢業(yè)設計，通過指導老師的辛勤指導，并不辭辛苦帶我們到相關廠家實習，講解與設計有關的加工工藝方案，同學們的熱心幫助和自己的刻苦努力，能夠較好的完成了設計任務。當然由于自己的知識面有限，加之缺乏實踐經驗，故在本次設計中難免有許多不足之處，敬請老師和同學們批評指正。這次畢業(yè)設計，鍛煉了我們的設計能力，使我們學到了許多書本上學不到的知識，培養(yǎng)了我正確的設計思想、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了機械設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱手冊和設計資料，熟悉標準和規(guī)范等等，使我受益非淺。鹽城工學院畢業(yè)設計說明書35致謝歷時三個月的畢業(yè)設計即將結束，在葛友華、王正剛、劉道標三位老師的悉心指導下，即將劃上圓滿的句號。在畢業(yè)設計之初，老師先后帶領我們參觀了鹽城機床廠生產流水線，鹽城市江動集團生產流水線,讓我首先對機床主軸箱有了感性認識,對組合鉆床總體結構有了一定的了解。在參觀的過程中，老師認真地給我講解了其加工過程和生產方式，分析了各部件的功能特性，避免了我在以后的畢業(yè)設計過程中的盲目性。同時工人師傅也不厭其煩給我們講加工的工藝流程。在設計過程中，老師及時為我解決設計中所遇到的難題，幫助進行加工工藝的分析。由于本人對組合鉆床了解不多，理論知識缺乏,實踐知亦是不足，王正剛老師就耐心地給我講解相關的設計知識，使我得以在給定時間內完成畢業(yè)設計的工作任務。同時，教導讓我們明白無論是在以后的學習中，還是在以后的設計中都要保持治學嚴謹?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設計中，王老師及其他指導老師付出了辛勤的勞動，在此我向他們表示衷心的感謝。此次設計的圓滿結束和同組其他人員的通力合作也是分不開的，他們給了我許多幫助和提出了許多寶貴意見，在此一并表示感謝！減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計36參考文獻1.謝家瀛.組合機床設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，19942.大連組合機床研究所.組合機床設計(第一冊). 北京：機械工業(yè)出版社,19753.大連組合機床研究所.組合機床設計參考圖冊.北京：機械工業(yè)出版社,19754.沈陽工業(yè)大學.組合機床設計.上海:上海科學技術出版社,19855.王先達.機械制造工藝學,北京:機械工業(yè)出版社,19956.楊黎明.機床夾具設計手冊.北京:國防工業(yè)出版社,19967.徐仁發(fā).機床夾具設計.重慶:重慶大學出版社,19938.孟少庚.機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社,19929.戴曙.金屬切削機床.北京:機械工業(yè)出版社,199410.楊列群.形狀和位置公差 位置度公差.北京:中國標準出版社,1992鹽城工學院畢業(yè)設計說明書37附件清單序號 內容 備注1 組合鉆床聯(lián)系尺寸圖 B9912027-ZZC-80T A0 一張（手工圖）2 組合鉆床主軸箱裝配圖 B9912027-ZZCZZX-80T A0 一張3 減速器箱體加工工序圖 B9912027-JGGX-80T A1 一張4 減速器箱體加工示意圖 B9912027-JGSY-80T A1 一張5 齒輪 B9912027-ZZCZZX-80T-01 A3 一張6 齒輪套 B9912027-ZZCZZX-80T-02 A3 一張7 導套 B9912027-ZZCZZX-80T-03 A3 一張8 電機齒輪 B9912027-ZZCZZX-80T-04 A3 一張9 蓋 B9912027-ZZCZZX-80T-05 A3 一張10 鍵套 B9912027-ZZCZZX-80T-06 A3 一張11 手柄軸 B9912027-ZZCZZX-80T-07 A3 一張12 套筒 B9912027-ZZCZZX-80T-08 A3 一張13 油杯 B9912027-ZZCZZX-80T-09 A3 一張14 葉片油泵 B9912027-ZZCZZX-80T-10 A3 一張15 傳動軸 B9912027-ZZCZZX-80T-11 A3 一張16 軸 B9912027-ZZCZZX-80T-12 A3 一張17 軸承蓋 B9912027-ZZCZZX-80T-13 A3 一張18 軸承透蓋 B9912027-ZZCZZX-80T-14 A3 一張19 生產率計算卡 一份減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設計及主軸箱設計38目錄0 引言 ..................................................................11 立式 組合鉆床總體設計概述 ..............................................31.1 零件加工工序圖 ...................................................31.2 零件加工示意圖 ...................................................31.2.1 鉆頭的選擇 ..........