購買設(shè)計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預(yù)覽，，資料完整，充值下載就能得到。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖，doc,docx為WORD文檔，有不明白之處，可咨詢QQ:1304139763
廣 東 海 洋 大 學(xué) 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 設(shè) 計 中 期 報 告 學(xué) 生 用 表 使 用 屆 別 2007 屆 學(xué)號 200310211335 姓名 余輝燦 院 系 工程學(xué)院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及 其自動化 課題 名稱 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機床多軸箱設(shè)計 指導(dǎo) 教師 李作全 簡述開題 以來所做 的具體工 作和取得 的進展或 成果 畢業(yè)設(shè)計以來 我查閱了很多組合機床的相關(guān)書籍 經(jīng)過實習(xí)到現(xiàn)場觀察 了解熟悉組合機床的生產(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 軸箱的動力計算 得出了所需切削力和功率等數(shù)據(jù) 由此選定了動力箱的型號 確定了主軸驅(qū)動軸等一系列尺寸 根據(jù)動力系統(tǒng)的計算 確定了各級齒輪的模 數(shù) 齒數(shù)和轉(zhuǎn)速 并對各級齒輪傳動進行了強度校核 畫出了傳動系統(tǒng)圖 計 算出了各個軸的坐標(biāo) 存在的 具體問題 設(shè)計過程中 在指導(dǎo)教師的幫助下發(fā)現(xiàn)設(shè)計的關(guān)鍵問題 齒輪的設(shè)計存在 不合理的地方 設(shè)計主軸直徑和齒輪時沒有考慮齒輪以及軸的干涉問題 傳動 系統(tǒng)的設(shè)計中也有不少問題 下一步工 作具體設(shè) 想與安排 下一步準(zhǔn)備查閱組合機床設(shè)計參考圖冊與組合機床設(shè)計手冊 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 撰寫設(shè)計說明書 并畫出加工演示動畫 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 開 題 報 告 學(xué) 生 用 表 使 用 屆 別 2007 屆 畢業(yè)論文 設(shè)計 題目 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機床多軸箱設(shè)計 學(xué) 號 200310211335 姓名 余輝燦 院 系 工程學(xué)院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及 其自動化 指導(dǎo)教師 李作全 所在單位 部門 機械系工程中心 職稱 副教授 1 項目研究背景 組合機床和組合機床自動線是一種專用高效自動化技術(shù)裝備 目前 由于它仍 是大批量機械產(chǎn)品實現(xiàn)高效 高質(zhì)量和經(jīng)濟性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備 因而被廣泛應(yīng)用于汽車 拖拉機 內(nèi) 燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 其中 特別是汽車工業(yè) 是組合機床和自動線最大的用戶 如 德國大眾汽車廠在 Salzgitter 的發(fā)動機工廠 90 年代初 所采用的金屬切削機床主要是自動線 60 組合機床 20 和加工中心 20 顯然 在大批量生產(chǎn)的機械工業(yè) 部門 大量采用的設(shè)備是組合機 床和自動線 因此 組合機床及其自動線的技術(shù)性能和綜合自動化水平 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)代組合機床和自動線作為機電一體化產(chǎn)品 它是控制 驅(qū)動 測量 監(jiān)控 刀具和機械 組件等技術(shù)的綜合反映 近 20 年來 這些技術(shù)有長足進步 同時作為組合機床主要用戶的汽車和內(nèi) 燃機等行業(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 有力地推動和激勵了組合機床和自動線技術(shù)的不斷發(fā)展 組合機床及其自動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 制造的組合機床基礎(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 組合機床設(shè)計應(yīng)根據(jù)機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 化控制的現(xiàn)代生產(chǎn)要求 組合機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)定的工序進行加工 的機床 它能夠?qū)α慵M行多刀 多軸 多面 多工位同時加工 在組合機床上可以完成鉆孔 擴孔 鉸孔 鏜孔 攻絲 車削 磨削及滾壓等工序 隨著組合機床的技術(shù)的發(fā)展 它能完成的工藝范圍日 益擴大 在組合機床自動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 試驗和在線自動檢查等工序 組合機床是基于工序集中的工藝原則發(fā)展起來的 工序集中是機械加工近代的主要發(fā)展方向之一 在組合機床上運用多種不同的刀具 采用多面 多工位和復(fù)合刀具等方法對一個或幾個零件完成復(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)濟效果 2 項目研究意義 多軸箱是組合機床的主要組成部件之一 按專用要求進行設(shè)計 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 并將動力由電機動力部件傳給各 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)實踐中對提高生產(chǎn)率的要求而提 2 畢業(yè)論文 設(shè)計 題目 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機床多軸箱設(shè)計 學(xué) 號 200310211335 姓名 余輝燦 院 系 工程學(xué)院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及 其自動化 指導(dǎo)教師 李作全 所在單位 部門 機械系工程中心 職稱 副教授 出 具體要求參照零件圖 本設(shè)計按照大批量生產(chǎn)綱領(lǐng) 設(shè)計一個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)加工零件特點和加工工藝要求進行設(shè)計 由大量的專用零件組 成 其結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和通用機床類似 本設(shè)計針對被加工零件的特點及工藝要求 按高度集中工序原則 對加工后輪殼零件的專用機床 多軸箱進行設(shè)計 主要進行傳動系統(tǒng)的設(shè)計 通用部件的選用 裝配體的設(shè)計 及強度校核和干涉檢 查 擬解決的關(guān)鍵問題是干涉問題 3 項目工作內(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 式的選擇和動力計算 完成傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 繪制多軸箱總圖和非標(biāo)零件圖 設(shè)計方案和計算正確 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 說明書 10000 字左右 參 考 文 獻 1 李益明 主編 機械制造工藝學(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 床 設(shè) 計 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1994 3 東 北 大 學(xué) 機 械 零 件 設(shè) 計 手 冊 北 京 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 1999 4 吳 克 堅 主 編 機 械 設(shè) 計 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2003 5 徐 灝 主 編 機 械 設(shè) 計 手 冊 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1975 6 馮 辛 按 主 編 機 械 制 造 裝 備 設(shè) 計 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 12 7 左 宗 義 主 編 畫 法 幾 何 與 機 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 床 設(shè) 計 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)計教程 北京 機械工業(yè)出版社 2003 10 大連組合機床研究所 組合機床設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 1975 11 大連組合機床研究所編 組合機床設(shè)計手冊 機械工業(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 劃 進 程 表 時 間 工 作 內(nèi) 容 第 4 至 8 周 第 9 至 14 周 第 15 周 根據(jù)開題報告的要求 了解課題 熟悉相關(guān)資料 仔細閱讀有關(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) 完成傳動系統(tǒng)設(shè)計 多軸箱裝配圖設(shè)計和非標(biāo)零件圖設(shè)計 整理資料 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 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)計任務(wù)書 設(shè)計題目 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機床多 軸箱設(shè)計 工 院 系 機械設(shè)計制造及其自 動化 專業(yè) 03 級 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 2007 年 6 月 12 號 地 點 科技樓設(shè)計室 發(fā)任務(wù)書日期 2007 年 1 月 17 日 畢業(yè)設(shè)計的內(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 加 工 后 輪 殼 零 件 8 20 孔專用機床多軸箱 培養(yǎng)綜合運用所學(xué)基本 知識 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 式的選擇和動力計算 完成傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 繪制多軸箱總圖和非標(biāo)零件圖 設(shè)計方案和計算正確 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 認真撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 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)計原始依據(jù)圖 一張 3 加工示意圖 一張 3 多軸箱傳動系統(tǒng)圖 一張 4 多軸箱裝配圖 一張 5 零件圖 一套 上述圖紙必須用計算機繪圖和電子文檔方式來完成 實物內(nèi)容及要求 畢業(yè)設(shè)計光盤一張 其 他 參考文獻 1 李益明 主編 機械制造工藝學(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 床 設(shè) 計 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1994 3 東 北 大 學(xué) 機 械 零 件 設(shè) 計 手 冊 北 京 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 1999 4 吳 克 堅 主 編 機 械 設(shè) 計 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2003 5 徐 灝 主 編 機 械 設(shè) 計 手 冊 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1975 6 馮 辛 按 主 編 機 械 制 造 裝 備 設(shè) 計 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 12 7 左 宗 義 主 編 畫 法 幾 何 與 機 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 床 設(shè) 計 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)計教程 北京 機械工業(yè)出版 社 2003 10 大連組合機床研究所 組合機床設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 1975 11 大連組合機床研究所編 組合機床設(shè)計手冊 機械工業(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)計進度計劃 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)開題報告的要求 了解課題 熟悉相關(guān)資 料 仔細閱讀有關(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) 完成傳動系統(tǒng)設(shè)計 多軸箱裝配圖設(shè)計和非標(biāo)零件 圖設(shè)計 整理資料 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 準(zhǔn)備參加畢業(yè)答 辯 設(shè)計室 圖書館 主校區(qū)工程訓(xùn) 練中心 珠三 角 設(shè)計室 設(shè)計室 本科生畢業(yè)設(shè)計 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機床多軸箱設(shè)計 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) 機械設(shè)計制造及其自動化 所在班級 2003 級機制 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 答辯時間 2007 年 6 月 13 日 目 錄 目 錄 設(shè)計總說明 I INTRODUCTION II 1 組合機床概述 1 2 組合機床多軸箱概述 2 2 1 組合機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 通用主軸和傳動軸 3 2 2 2 3 通用齒輪 4 3 多軸箱的主軸結(jié)構(gòu)和動力計算 4 3 1 多軸箱輪廓尺寸的確定 4 3 2 多軸箱設(shè)計的原始依據(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力的計算 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 多軸箱的動力計算和動力箱的選擇 10 4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 11 4 1 傳動系統(tǒng)的一般要求 11 4 2 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 12 4 2 1 主軸分布類型 12 4 2 2 傳動系統(tǒng)設(shè)計方法 12 4 3 傳動系統(tǒng)的計算 12 4 3 1 傳動齒輪和軸的計算 12 4 3 1 1 驅(qū)動軸 10 與傳動軸 9 齒輪計算 14 4 3 1 2 傳動軸 9 與主軸齒輪計算 14 4 3 1 3 油泵傳動軸的計算 15 4 3 1 4 模數(shù)的校核確定 15 4 3 2 軸承的計算 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 強度校核 17 4 4 1 軸的強度校核 17 4 4 1 1 按扭轉(zhuǎn)剛度校核 17 4 4 1 2 按扭轉(zhuǎn)強度校核 18 4 4 1 3 按彎扭合成強度校核 18 4 4 2 齒輪的強度校核 20 4 4 2 1 齒輪齒根彎曲疲勞強度的計算 20 4 4 2 2 齒輪齒面接觸疲勞強度的計算 22 4 5 多軸箱坐標(biāo)計算 23 5 組合機床多軸箱總圖設(shè)計 25 5 1 通用多軸箱總圖設(shè)計 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 25 5 3 三維實體造型設(shè)計 26 設(shè)計總結(jié) 28 鳴 謝 29 參考文獻 30 附 錄 31 設(shè)計總說明 I 設(shè)計總說明 專用機床是一種高效率 高自動化的機床 多軸箱是其重要部件之一 本設(shè)計內(nèi) 容包括加工后輪殼零件 8 20 底孔專用機床多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)工藝和結(jié)構(gòu)參 數(shù)計算分析 設(shè)計的依據(jù)有 1 后輪殼零件圖 2 大批量生產(chǎn) 3 組合機床設(shè)計手冊 設(shè)計的具體內(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)計原始依據(jù)圖 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計 算 多軸箱坐標(biāo)計算 多軸箱總圖設(shè)計和運用三維設(shè)計軟件繪制立體圖 關(guān)鍵詞 專用機床 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 1 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機床多軸箱設(shè)計 機械設(shè)計制造及其自動化 200310211335 余輝燦 指導(dǎo)教師 李作全 畢業(yè)設(shè)計說明書 1 組合機床概述 組合機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 的工序進行加工的機床 它能夠?qū)α慵M行多刀 多軸 多面 多工位同時加工 在 組合機床上可以完成鉆孔 擴孔 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行加工 具有專 用機床的結(jié)構(gòu)簡單 生產(chǎn)率高和自動化程度較高的特點 又具有一定的重新調(diào)整能力 以適應(yīng)工件的變化要求 隨著組合機床的技術(shù)的發(fā)展 它能完成的工藝范圍日益擴大 在組合機床自動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 試驗和在線自動檢查等工序 組合機床及其自動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 制造的組合機床基礎(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 組合機床設(shè)計應(yīng)根據(jù)機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 不可能在一臺組合機床上全 部加工完成 這就需要用多臺組合機床加工 按工件加工工序依次排列 組成組合機 床流水線 在組合機床流水線的基礎(chǔ)上 發(fā)展成組合機床自動線 組合機床與通用機 床 其它專用機床比較 具有以下特點 1 組合機床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機床零 部件總量的 70 80 因 此設(shè)計和制造周期短 經(jīng)濟效益好 2 由于組合機床采用多刀加工 機床自動化程度高 因而比通用機床生產(chǎn)效率高 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 勞動強度低 3 組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的 又有專門的廠家 成批生產(chǎn) 它與一般專用機床比較 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)機床被加工的產(chǎn)品更新時 專用機床的大部分部件要報廢 組合機床的通用 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 2 部件根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的 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 6 組合機床易于聯(lián)接組成組合機床自動線 以適應(yīng)大規(guī)模和自動化生產(chǎn)需要 目前 我國組合機床已廣泛應(yīng)用到大批 大量生產(chǎn)的行業(yè) 例如 汽車 拖拉 機 柴油機 電動機和縫紉機等 2 組合機床多軸箱概述 2 1 組合機床多軸箱的用途及分類 多軸箱是組合機床的主要組成部件之一 按專用要求進行設(shè)計 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 并將動力由電機動力 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)加工零件特點和加工工藝要 求進行設(shè)計 由大量的專用零件組成 其結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和通用機床類似 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 3 1 2 3 4 5 主軸 6 8 傳動軸 7 六方頭手柄軸 9 油泵傳動軸 10 防油套 11 傳 動齒輪 12 葉片油泵 13 動力箱齒輪 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 并進行滲碳淬火外 其余主軸均為 40Cr 鋼 進行淬火 通用傳動軸 按其用途和支承的方式不同 分為 1 滾針傳動軸 2 滾錐傳動軸 3 埋頭傳動軸 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 4 手柄軸 5 油泵傳動軸 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 通用的傳動軸共有 42 種 其 中 普通傳動軸共有 39 種 油泵傳動軸一種 攻絲用蝸桿軸兩種 通用傳動軸材料一 律為 45 號鋼 進行調(diào)質(zhì)處理 2 2 2 3 通用齒輪 主軸箱用的通用齒輪 有傳動齒輪 動力頭齒輪和電機齒輪三種 三種齒輪的材 料均為 45 號鋼 齒輪進行高周波淬火 3 多軸箱的主軸結(jié)構(gòu)和動力計算 主軸箱的設(shè)計分為一般的和電子計算機輔助設(shè)計兩種方法 用電子計算機設(shè)計主 軸箱的特點是快速 質(zhì)量好 電子計算機不但能按事先編制的程序設(shè)計最佳的主軸箱 傳動系統(tǒng) 而且還可計算出主軸和傳動軸的坐標(biāo)以及列出組件的明細表 本次畢業(yè)設(shè)計采用的設(shè)計方法為一般設(shè)計方法 一般設(shè)計方法是根據(jù)主軸的分布 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向以及尺寸要求等 由設(shè)計者進行全部設(shè)計工作 這是當(dāng)前主軸箱設(shè)計中最 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 機床裝料高度 滑臺滑座總高度 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 組合機床設(shè)計 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 表示一臺組合機床或自動線完成的工 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 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 突出本機床或自動線的加 工內(nèi)容 加上必要的說明而繪制的 它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù) 也是制造 使用 檢驗和調(diào)整機床的重要技術(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 刀具等機床各部件間的相 對位置關(guān)系 機床的工作行程及工作循環(huán)等 因此 加工示意圖是組合機床設(shè)計的主 要圖紙之一 在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位 它是刀具 輔具 夾具 主軸箱 液壓電 氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料 也是整臺組合機床布局和性能的原始要 求 同時還是調(diào)整機床 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 6 圖 3 2 加工示意圖 主軸箱設(shè)計原始依據(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 7 圖 3 3 主軸箱設(shè)計的原始依據(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力的計算 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 時進行 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 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 由于此時各齒輪齒數(shù)未知 可先根據(jù) 組合機床設(shè)計 表 4 3 初步確定各齒輪模 數(shù) 再用以上式子進行校核對 在此初選傳動軸與主軸齒輪模數(shù)為 2 驅(qū)動軸與傳動軸 齒輪及驅(qū)動軸與油泵軸模數(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 組合機床設(shè)計 表 3 7 汽車后輪殼材料為 QT400 18 HBS130 180 切削速度和進給量由下表可查 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 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)計中加工 8 個 20 孔共用一個 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 進行計算 代進公式得 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 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 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 組合機床設(shè)計 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 由 組合機床設(shè)計 表 3 23 選擇 6 號接桿 3 4 多軸箱的動力計算和動力箱的選擇 多軸箱的動力計算 應(yīng)包括計算主軸箱所需功率和進給力兩項 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 11 P 切 可根據(jù)各主軸的切削用量查 組合機床切削力及功率計算圖 得到 P 空 可查 組合機床設(shè)計 表 4 4 與負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 的計算都需在傳動結(jié)構(gòu)確定以后才能進行 傳動系統(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 組合機床主軸箱傳動效率 本次設(shè)計的主軸箱需同時加工汽車后輪殼的八個孔 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 動力箱性能 型號 型式 電動機型號 電動機功率 kw L2 mm 電動機轉(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)動組合機床主軸箱的動力箱為通用標(biāo)準(zhǔn)件 所以根據(jù)切削總功率 選擇的 動力箱為 ITD40 電動機型號為 Y132M2 6 功率為 5 5KW 動力箱的尺寸如圖 3 4 所示 圖 3 4 動力箱的尺寸 4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 多軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計 就是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸 亦稱主軸箱驅(qū) 動軸 傳來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸 傳動系統(tǒng)設(shè)計的好壞 將直接影響主 軸箱的質(zhì)量 通用化程度 設(shè)計和制造工作量的大小以及成本的高低 4 1 傳動系統(tǒng)的一般要求 設(shè)計傳動系統(tǒng) 應(yīng)在保證主軸強度 剛度 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下 力求使主要傳 動件 主軸 傳動軸 齒輪等 的規(guī)格少 數(shù)量少 體積小 因此 在設(shè)計傳動系統(tǒng) 時 要注意下面幾點 1 盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸 2 一般情況下 盡量不采用主軸帶動主軸的方案 因為這將增加主動主軸的負擔(dān) 3 為使結(jié)構(gòu)緊湊 主軸箱體內(nèi)的齒輪傳動副的最佳傳動比為 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)動軸轉(zhuǎn)速較高時 可采用逐步 降速傳動 如驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時 可先使速度升高一點再降速 合理安排結(jié)構(gòu) 往往成為設(shè)計的關(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)動軸直接帶動的傳動軸數(shù)不要超過兩根 否則會給裝配帶來困難 如遇粗 精加工合一的多軸箱 其粗精傳動路線最好分開 4 2 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 4 2 1 主軸分布類型 由于被加工的汽車后輪殼外圓的 8 個孔在同一個圓上 可以用一根傳動軸帶動 8 根主軸進行加工 所以本次設(shè)計的主軸箱有 8 根同心公布的主軸 4 2 2 傳動系統(tǒng)設(shè)計方法 1 軸成同心圓分布 用一根中間傳動軸帶動 8 根主軸 2 定驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向及其在多軸箱上的位置 驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)向方向可以任意 選擇 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速由動力箱型號定為 480r min 其水平方向位置為距主軸地 面 160 mm 垂直方向在動力箱的中線上 3 用最少數(shù)量的齒輪和中間傳動軸把驅(qū)動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 傳動系統(tǒng)的計算 已知驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速及其在主軸箱的空間位置 最后一根傳動軸和 8 根主軸的空 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 間位置 軸間距也已知 由此即可計算出主軸箱的傳動系統(tǒng) 4 3 1 傳動齒輪和軸的計算 驅(qū)動軸上的齒輪有一定的限制 選取范圍 21 26 選驅(qū)動軸上的齒輪齒輪為 21 模數(shù) m 3 Z 驅(qū)動軸 24 查 組合機床設(shè)計 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 主軸箱傳動系統(tǒng)如圖 4 1 所示 圖 4 1 主軸箱傳動系統(tǒng) 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 14 兩軸間齒輪嚙合公式 A mm 21zmo 式中 m 齒輪模數(shù) Z 從動輪齒輪數(shù) 1 Z 主動輪齒輪數(shù)o 齒數(shù)和 z 4 3 1 1 驅(qū)動軸 10 與傳動軸 9 齒輪計算 A 3 Z 驅(qū)動軸 Z 傳 2 115 mm 其中 m 3 Z 驅(qū)動軸 21 算得 Z 傳 56 i 56 21 傳動軸轉(zhuǎn)速 n 傳 n 傳 i 21 480 56 180r min 4 3 1 2 傳動軸 9 與主軸齒輪計算 如圖所示的傳動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)計的傳動符合設(shè)計要求 主軸齒輪之間不會產(chǎn)生干涉 根據(jù)傳動軸的轉(zhuǎn)速和其傳遞的功率可計算傳動軸所傳遞的扭矩 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 組合機床設(shè)計 表 3 19 可選傳動軸直徑為 35mm 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 15 傳動系統(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 油泵傳動軸的計算 主軸箱工作時 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 圓柱齒輪浸入油中至少應(yīng)有一個齒 高 且不得小于 10mm 驅(qū)動軸與油泵傳動軸之間傳動比依照中心距 A 74mm m 3mm Z 驅(qū)動軸 21 n 驅(qū) 480 r min A m Z 驅(qū)動軸 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)動軸 10 與傳動軸 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 軸承的計算 4 3 2 1 主軸軸承的計算與選用 由于主軸承受很大的軸向力 故設(shè)計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 16 承受軸向的切削力 F 3235 9N 軸承的基本額定動載荷計算如下 C P 60 nLn 106 1 其中各參數(shù) P 當(dāng)量動載荷 P XFr YFa n 軸承轉(zhuǎn)速 即主軸轉(zhuǎn)速 故 n 360r min Ln 預(yù)期計算壽命 查 機械設(shè)計 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 但在實際中 許多支承還會出 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)驗乘上一個載荷系數(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 機械設(shè)計手冊 根據(jù)軸承內(nèi)徑及以上所得基本額定動載荷可選軸承代號為 51306 的推力球軸承 其額定動載荷 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 17 算得前端軸承承受力為 65 58N 后端為 28 87N 查 機械設(shè)計手冊 根據(jù)其軸徑 選用代號為 61806 的深溝球軸承 4 3 2 2 傳動軸軸承的計算與選用 傳動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 用代號為 61806 的深溝球軸承支承 4 3 2 3 油泵傳動軸軸承計算與選用 油泵傳動軸的徑向載荷來自驅(qū)動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 機械設(shè)計手 冊 可選代號為 61804 的深溝球軸承 4 3 3 各軸直徑的初定 由 組合機床設(shè)計 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 傳動軸直徑 B 取 0 52 時 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 d B 20 1mm 取 d 25 mm傳 410M傳 4 3 4 齒輪參數(shù)的選擇 1 按傳動方案 選用直齒圓柱齒輪傳動 2 由于傳動功率不大 所以大 小齒輪都選用軟齒面齒輪 齒輪材料為 45 號鋼 3 選取精度等級為 7 級 GB10095 88 4 4 強度校核 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 18 4 4 1 軸的強度校核 軸的強度校核包括扭轉(zhuǎn)強度 彎扭合成強度及扭轉(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)計中 對于主軸 主 1 4 0 25 m 對于傳動軸 傳 1 m o 所以主軸滿足設(shè)計要求 傳動軸 5 73 104 18447 8 32 8 1 10 4 3 14 204 0 831 mo 所以傳動軸也滿足設(shè)計要求 4 4 1 2 按扭轉(zhuǎn)強度校核 按扭轉(zhuǎn)強度計算只需要知道轉(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)矩為主的傳動軸 2 初步估算軸徑以便進行結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 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 19 tdtbdWT 2 163 3080 5286 46 312 2 4974 26mm 3 13 73 MP a682 5497 6T 查 機械設(shè)計 得到 25 45 MP a T T 所以扭轉(zhuǎn)強度符合要求 4 4 1 3 按彎扭合成強度校核 彎矩合成強度條件為 1 4 22caMTW 321 0dT 4 式中 軸的計算應(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 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) 機械設(shè)計 表 19 1 查得 1 180 207 MPa 46 83 MPa 1 2236034 79 64 10 1 所以彎扭合成強度符合要求 4 4 2 齒輪的強度校核 4 4 2 1 齒輪齒根彎曲疲勞強度的計算 齒輪在受載時齒根所受的彎矩最大 因此齒根處的彎曲疲勞強度最弱 由 機械設(shè) 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21 計 第十章 齒輪傳動 齒輪危險面的彎曲強度條件式有 F F a bmYksaFAt 式中 Y 載荷作用于齒輪頂時應(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 齒輪傳動的功率 kw 1 校核驅(qū)動軸 10 與傳動軸 9 齒輪 由上式計算可得 F t 2000 9549 0 6 8 480 3 24 2652 5 N 因為此對齒輪小齒輪齒數(shù) 21 查 機械設(shè)計 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 機械設(shè)計 表 10 7 得 d 0 5 S KFt Y Y bm 166 MP F F 查 機械設(shè)計 圖 10 20 可查得 F 450MP 所以 F 故齒輪彎曲疲勞強度達到設(shè)計要求 2 校核傳動軸 9 與主軸齒輪 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 22 這對齒輪的小齒輪齒數(shù)為 z 46 查 機械設(shè)計 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 故齒輪彎曲疲勞強度達到設(shè)計要求 3 校核驅(qū)動軸與油泵軸齒輪 因為這對齒輪小齒輪齒數(shù) 21 查 機械設(shè)計 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 故齒輪彎曲疲勞強度達到設(shè)計要求 4 4 2 2 齒輪齒面接觸疲勞強度的計算 齒輪齒面接觸疲勞強度可由下式校核 12 5 tHEHKFuZbd 其中 ZE為彈性影響系數(shù) 單位為 MPa1 2 查 機械設(shè)計 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)計工作寬度 b d1 d1 小齒輪的分度圓直徑 1 校核驅(qū)動軸與傳動軸齒輪 這對齒輪的小齒輪為驅(qū)動軸齒輪 其直徑 d1 63 b d d1 28 mm 查 機械設(shè)計 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 23 H 535 6 MPa 查 機械設(shè)計 圖 10 21 可查得 580MP H 故 H 所以齒輪齒面接觸疲勞強度達到設(shè)計要求 2 校核傳動軸與主軸齒輪 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度達到設(shè)計要求 3 校核驅(qū)動軸與油泵軸齒輪 這對齒輪的小齒輪亦為驅(qū)動軸齒輪 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度達到設(shè)計要求 4 5 多軸箱坐標(biāo)計算 坐標(biāo)計算就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系 計算出中間傳動軸的坐 標(biāo) 以便在繪制主軸箱體零件加工圖時 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 作為對傳動系統(tǒng)設(shè)計的全面檢查 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 24 圖 4 3 傳動系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)速圖 由于設(shè)計主軸箱的 8 根主軸位于一個同心圓上 因此根據(jù)坐標(biāo)對稱 算主軸坐標(biāo) 的時候 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 25 圖 4 4 傳動系統(tǒng)各軸坐標(biāo)圖 驅(qū)動軸坐標(biāo) X 225 Y 130 傳動軸 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 26 5 組合機床多軸箱總圖設(shè)計 5 1 通用多軸箱總圖設(shè)計 通用主軸箱總圖的設(shè)計包括繪制主視圖 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系統(tǒng) 齒輪排列位置 附加機構(gòu)及潤滑油泵的 位置 潤滑點的配置 因此 只要在原來設(shè)計的傳動系統(tǒng)圖基礎(chǔ)上 加上潤滑系統(tǒng) 軸的編號即可 設(shè)計潤滑系統(tǒng)時 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)機床采用活動鉆模板和刀具托架時 主視圖則反映結(jié)構(gòu)的要求 若主視圖不能 完全表達時 則需要畫一個側(cè)視圖作為補充 5 1 2 展開圖 組合機床通用主軸箱與普通機床變速箱相比 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主軸箱的 裝配結(jié)構(gòu) 5 1 3 主軸和傳動軸 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)計時間 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 a 主軸箱制造的技術(shù)要求 b 主軸精度等級 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 裝配 調(diào)整 檢驗 使用說明 5 2 多軸箱主要零件圖的設(shè)計 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)計的零件圖 包括變 位齒輪 專用套 軸以及箱體補充加工圖 此外還有編制主軸箱零件明細表 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 27 5 3 三維實體造型設(shè)計 本設(shè)計采用三維繪圖軟件 Pro E 繪制多軸箱實體造型 Pro E 具有強大的三維繪圖 功能 以下簡要介紹一下 Pro E 的特點與功用 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)計人員 等 臨時 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 決方案升級為一套能夠滿足整個開發(fā)過程需求的集成系統(tǒng) 無論何時何地 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即可 Pro ENGINEER 為用戶帶來一種簡化的新體驗 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)計的新模塊和大量增強功能 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)移動和菜單導(dǎo)航一 般操作減少了 40 之多 Pro ENGINEER 另一個重要特色是交互式曲面設(shè)計 以 Pro ENGINEER 著名的相關(guān) 性為支撐的參數(shù)化實體建模與自由形式美學(xué)設(shè)計的這種無縫結(jié)合 為用戶提供了一個 高性能設(shè)計環(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 實現(xiàn)了工程和設(shè)計的最終集成 隨著產(chǎn)品設(shè)計 中高度程式化的 有機模型變得日益重要 CAD 系統(tǒng)必須將設(shè)計和工程結(jié)合 以便產(chǎn)品 設(shè)計人員能夠在當(dāng)今市場上進行有效地競爭 能給產(chǎn)品改進過程帶來好處的 Pro ENGINEER 的其它增強功能包括 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 對兩個相似零件之間的幾何差異 提供即時圖形反饋 草繪 2D 實體技術(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)計圖中的修改而相應(yīng)改變 把相關(guān)聯(lián)能力擴大到圖形的 2D 草圖繪制中 規(guī)格驅(qū)動 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) 并且具有自動附件 選擇和管線變化延伸的能力 在多軸箱裝配圖設(shè)計中已經(jīng)完成多軸箱的傳動系統(tǒng) 齒輪排列位置 多軸箱的裝 配體已經(jīng)設(shè)計完成 為了更形象地表示出多軸箱的結(jié)構(gòu) 設(shè)計一個多軸箱的三維實體 來描述多軸箱的組成結(jié)構(gòu)和加工運動過程 附設(shè)計的三維裝配實體圖和實體分解圖如 廣東海洋大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 28 下 圖 5 1 裝配實體圖 圖 5 2 實體分解圖 鳴謝 29 設(shè)計總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是大學(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 溫新和鞏固了已學(xué)的知識 提高了我們的綜合應(yīng)用能力 使我們樹立起理論聯(lián)系實際的作風(fēng)和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度與正確的設(shè)計方法 這次設(shè)計我選的課題是 加工后輪殼零件 8 20 孔專用機床多軸箱設(shè)計 設(shè)計工 作量大 主要設(shè)計組合機床多軸箱的傳動系統(tǒng)及箱體結(jié)構(gòu) 計算煩多 主要計算有軸 的計算 齒輪參數(shù)的計算還有動力計算等 設(shè)計過程中我查閱了很多資料 而且參考了不少多軸箱設(shè)計的圖冊 為我的計算 和繪圖打下了基礎(chǔ) 也為設(shè)計找到了依據(jù) 本設(shè)計采用了一根傳動軸帶動八根主軸轉(zhuǎn) 動的結(jié)構(gòu) 對零件進行孔加工 畢業(yè)設(shè)計是一個辛苦而又快樂的過程 在設(shè)計過程我也鞏固了專業(yè)知識 增長了 各方面的見識 而能完成畢業(yè)設(shè)計 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)過十周認真努力的學(xué)習(xí) 畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束 本次設(shè)計是一次對自己大學(xué)四年 所學(xué)知識的檢驗和總結(jié) 過這次設(shè)計 讓我學(xué)到了很多東西 有很大收益 尤其是提高了我獨立分析思考的 能力 為我以后的工作和學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ) 也讓我認識到自己在專業(yè)知識方面 方面存在的薄弱環(huán)節(jié) 甚至有時會偶爾犯一些不該犯的低級錯誤 幸好有老師和同學(xué) 給予及時的提醒才得以更正 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計 使我認識到認真嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度 細心務(wù)實的工作作風(fēng)對于一個工程技術(shù)人員來說 是尤為重要的 在設(shè)計過程中 通 過參考大量的設(shè)計資料 綜合以前學(xué)過的多科知識 使我將課本的知識融合到拉實際 設(shè)計中 我深深的認識到本次設(shè)計不單是一次對大學(xué)四年來自己所學(xué)知識的考察 更 是一次絕佳的學(xué)習(xí)機會 我相信每一位同學(xué)通過這次設(shè)計都會受益匪淺 在設(shè)計過程中 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 由于本人知識水平有限 在設(shè)計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 31 參考文獻 1 李益明 主編 機械制造工藝學(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 床 設(shè) 計 上 海 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1994 3 東 北 大 學(xué) 機 械 零 件 設(shè) 計 手 冊 北 京 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 1999 4 吳 克 堅 主 編 機 械 設(shè) 計 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2003 5 徐 灝 主 編 機 械 設(shè) 計 手 冊 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1975 6 馮 辛 按 主 編 機 械 制 造 裝 備 設(shè) 計 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 12 7 左 宗 義 主 編 畫 法 幾 何 與 機 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 床 設(shè) 計 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)計教程 北京 機械工業(yè)出版社 2003 10 大連組合機床研究所 組合機床設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 1975 11 大連組合機床研究所編 組合機床設(shè)計手冊 機械工業(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