多軸鉆床設(shè)計(jì)說明書(河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄前 言3摘要5第一章 工藝方案的制定71.1 制定工藝方案的原始條件分析71.2 毛坯的選擇81.3 工藝路線的制定81.4 工序余量及工序尺寸的確定101.5 刀具的選擇及切削用量的確定11第二章 機(jī)床的總體方案制定122.1 機(jī)床的總體布局122.2 機(jī)床的運(yùn)動聯(lián)系尺寸17第三章 機(jī)床的參數(shù)設(shè)計(jì)183.1 運(yùn)動參數(shù)和尺寸參數(shù)183.2各個主軸轉(zhuǎn)速的確定213.3電動機(jī)功率及其型號的確定21第四章 主軸箱的設(shè)計(jì)224.1 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)224.2 主軸箱中齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)（以下均以與19軸相嚙合的一對齒輪為例）234.3傳動件的計(jì)算與校核254.4.軸承的選

2、擇與校核404.5 鍵的選擇和鍵的強(qiáng)度計(jì)算46第四章 液壓部分的設(shè)計(jì)495.1 明確設(shè)計(jì)要求、工作環(huán)境，進(jìn)行工況分析495.2 液壓系統(tǒng)原理圖的擬定505.3 液壓元件的計(jì)算和選擇525.4 液壓系統(tǒng)技術(shù)性能的驗(yàn)算565.5 繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件57結(jié)束語58致謝59參考文獻(xiàn)60附 錄61前 言四年的大學(xué)生活即將接近尾聲，進(jìn)行為期兩個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們感受頗深。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識的一個系統(tǒng)性的總結(jié)與運(yùn)用，同時也是一次培養(yǎng)我們分析問題和解決問題的很好的機(jī)會，而且畢業(yè)設(shè)計(jì)也是大學(xué)教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，所以我特別珍惜這一次最后的學(xué)習(xí)機(jī)會，認(rèn)真扎實(shí)的完成我所分配的設(shè)計(jì)任

3、務(wù)，使大學(xué)最后的幾個月生活在學(xué)習(xí)和進(jìn)取中充實(shí)的度過。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)還可以培養(yǎng)獨(dú)立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對我參加工作后能否盡快地適應(yīng)社會有很大的幫助。通過這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高了以下能力：1、綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能，獨(dú)立分析和解決設(shè)計(jì)問題的能力；2、熟練運(yùn)用基本技能，包括繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、翻譯、查閱文獻(xiàn)等等的能力；實(shí)驗(yàn)研究的能力；撰寫科技論文和技術(shù)報(bào)告，正確運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)語言闡述理論和技術(shù)問題的能力：3、收集加工各種信息的能力，獲取知識的能力；4、創(chuàng)新意識和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。本次設(shè)計(jì)的課題是多軸鉆床的部件設(shè)計(jì)。多軸鉆床是用來加工同一方向上有數(shù)個孔的工件，具有良好的加工精度，能夠達(dá)

4、到很好的加工質(zhì)量。為了更好的完成本次設(shè)計(jì)，從3月底到現(xiàn)在，就不間斷的結(jié)合自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。根據(jù)所選課題，有重點(diǎn)的選擇了實(shí)習(xí)工廠制動器股份有限公司，在工廠里我們重點(diǎn)了解了多軸鉆床基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理。從而對多軸鉆有了一個更直接、感性的認(rèn)識，對此次畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大幫助。此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：問題的提出、總體方案的構(gòu)思，可行性設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及對未知問題的探索和解決方案的初步設(shè)計(jì)，裝配圖、零件圖等一系列圖紙的設(shè)計(jì)與繪制，最后包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的完成。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在李新老師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下完成的。在搞畢業(yè)設(shè)計(jì)的期間，我遇到了很多困難，這就要求自己多向老師請教，這樣給老師帶來了很多麻煩，影響了

5、老師的工作，但三位老師還是不厭其煩的解答我們的問題，一步步指導(dǎo)并使我們將畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行下去。畢業(yè)設(shè)計(jì)的階段和過程老師都給了明確的計(jì)劃，而不至于使整個設(shè)計(jì)過程沒有任何的目標(biāo)。設(shè)計(jì)進(jìn)行每一步李老師都認(rèn)真檢查，耐心細(xì)致的指出其中的錯誤和不當(dāng)?shù)牡胤?，并指?dǎo)修改和完善。本次設(shè)計(jì)的題目是多軸鉆床的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)機(jī)床應(yīng)滿足的基本要求有以下幾點(diǎn)：1、 工藝可能性。機(jī)床的工藝可能性是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求，大致包括下列內(nèi)容，機(jī)床可完成的工序種類，加工零件的類型、材料和尺寸范圍，毛坯的種類等。2、 加工精度和表面粗糙度。3、 生產(chǎn)率。機(jī)床的生產(chǎn)率通常指單位時間內(nèi)機(jī)床所加工的工件數(shù)量。4、 自動化程度。5、 操作安全方便

6、和工作可靠。6、 效率，使用期限和成本等等。設(shè)計(jì)時還應(yīng)注意使機(jī)床體積小，重量輕，占地面積小，外形美觀以及注意防止污染環(huán)境。對于上述所提到的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在設(shè)計(jì)機(jī)床時應(yīng)綜合考慮。因?yàn)槲业娜蝿?wù)主要時多軸鉆床的部件設(shè)計(jì)，所以考慮的事情比較細(xì)。它鍛煉了我的分析問題的能力。摘要當(dāng)前國際間的競爭主要是生產(chǎn)力的競爭，如果要想在未來激烈的競爭中生存下去，就必須不斷的加快生產(chǎn)力的發(fā)展,歸根結(jié)底是要不斷地提高生產(chǎn)率，而多軸鉆床正是以單軸鉆床為基礎(chǔ)發(fā)展起來的以針對性的加工特定零件為目的專用機(jī)床。而在本次設(shè)計(jì)的題目正是針對制動臂的鉆擴(kuò)鉸孔加工而設(shè)計(jì)的多軸鉆床。在制動臂的加工中，多軸鉆床的應(yīng)用大大加快了擴(kuò)孔的效率，

7、本次設(shè)計(jì)為12軸鉆床，相對單鉆頭鉆床來說也就是把原來的效率整整提高了12倍。在以下的內(nèi)容里面將會對多種鉆床的總體設(shè)計(jì)加以詳盡介紹，其中包括：總體設(shè)計(jì)的步驟和方法，也就是針對加工對象汽車輪輻的具體情況進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)；其中還涵蓋了機(jī)床床身的設(shè)計(jì)，它包括：底座、上蓋板、立柱以及生成本次設(shè)計(jì)的總裝配圖。并且簡要的講述了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法。關(guān)鍵詞：蓋板； 底座； 立柱； 滑塊； 多軸鉆床；立式鉆床； 主軸。Abstract: The competition of the current international is mainly the competition of the productiv

8、ity, If want to existence under in the vehemence competition in the future, must continuously to develop the productivity. In the final analysis, is to develop the productivity constantly. And that multi-spindle drilling machine was developed with the base of the single-spindle drilling machines to

9、machining the special part.And that the subject of this design is to enlarge the bore of the spoke of the car. In the machining of enlarge the bore of the spoke of the car, the application of multi-spindle drilling machine make a greatly expedite with the efficiency of enlarging the bore. This desig

10、n is a drill bed for 10 stalks, and its efficiency is 10 times to the single-spindle drilling machines.In the follow content will introduce the collectivity design at large. The multi-drill head machine is a kind of tool which uses to processes the hole. It makes a great progress in raising the effi

11、ciency of drilling hole. In those below chapters will introduce the total design, the parts design and the process of designing the hydraulic pressure system.Key words: Cover plate； The base； Vertical shaft； Sliding block； Drilling machines； Multi-spindle drilling machines；Vertical spindles 。第一章 工藝方

12、案的制定在生產(chǎn)中用機(jī)械加工方法直接改變毛坯的形狀，尺寸和材料性能，使之成為零件的過程，叫做機(jī)械加工工藝過程。設(shè)計(jì)時，工藝方案的制定是否合理，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著及其大的影響。 制定工藝方案時，應(yīng)首先分析生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型是衡量生產(chǎn)規(guī)模的標(biāo)志。 本次畢業(yè)實(shí)習(xí)制動器有限公司，該公司是一家專門制動器的公司，常年為國內(nèi)大型的制造公司生產(chǎn)制動器，遠(yuǎn)銷國外。其生產(chǎn)特點(diǎn)具有年產(chǎn)量大，產(chǎn)品種類有限，生產(chǎn)過程不斷重復(fù)，機(jī)器設(shè)備廣泛采用專用和高效率設(shè)備。刀具多為專用的和標(biāo)準(zhǔn)的；工人操作技術(shù)可以低一點(diǎn)；生產(chǎn)周期短；還有大多數(shù)工作地點(diǎn)及工序內(nèi)容經(jīng)常不變等等。生產(chǎn)類型不同，生產(chǎn)組織，生產(chǎn)管理，車間布置以及毛坯、設(shè)備

13、、工具、加工方法和工人熟練程度等方面的要求程度均有所不同。在大量生產(chǎn)下，每個工序任務(wù)比較穩(wěn)定，因此，有條件采用高效率專用機(jī)床和工夾具，勞動效率可大大提高，產(chǎn)品成本也可降低。但產(chǎn)量小的情況下，如果仍使用這些高效率的專用機(jī)床和工夾具，由于加工對象經(jīng)常改變，勢必造成機(jī)床調(diào)整的復(fù)雜化，降低機(jī)床利用率，提高加工成本。所以制定的工藝過程應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，以取得合理的經(jīng)濟(jì)效果。1.1 制定工藝方案的原始條件分析在制定工藝方案時，首先對產(chǎn)品的裝配圖進(jìn)行研究分析，熟悉該產(chǎn)品的用途性能及工作條件，明確該工件在產(chǎn)品中的地位和作用，然后對工件的工作圖進(jìn)行分析和工藝審查。從零件圖，圖一中可見，圖紙比較完整，技術(shù)要求也

14、一般，沒什么難加工的結(jié)構(gòu)。根據(jù)機(jī)床所完成的工序，對制動臂的四個孔進(jìn)行鉆擴(kuò)鉸，而四個孔位于同一平面上沿直線分布。擴(kuò)孔后，只需保證其位置精度，其他沒有特殊要求，用一般擴(kuò)孔鉆進(jìn)行擴(kuò)孔就可以達(dá)到要求。工件的材料為碳結(jié)構(gòu)鋼（Q235B），無特殊要求，在進(jìn)行加工前無熱處理，沒有硬度要求。與該零件結(jié)構(gòu)相同的還有幾種，但其四個孔的沿直線及中心距是不變的，只需更換一下鉆頭，同樣適合在這臺設(shè)備上加工，便于有效的利用設(shè)備。但由于廠內(nèi)的實(shí)際需及經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及生產(chǎn)規(guī)模的制約，工件在機(jī)床間的流動還主要靠人工搬運(yùn)，所以不考慮流水線生產(chǎn)。1.2 毛坯的選擇對毛坯的種類及制造方法進(jìn)行選擇，對工件的質(zhì)量，機(jī)械加工工藝過程及設(shè)備、材

15、料利用率、機(jī)械加工勞動量和工件的制造成本有很大的影響。由于生產(chǎn)規(guī)模比較大，須采用高效率的毛坯生產(chǎn)方法，使用（Q235B）的碳結(jié)構(gòu)鋼板作為毛坯，此法生產(chǎn)效率也較高，既節(jié)約原材料，又可大大減少機(jī)械加工勞動量；同時，還可簡化工藝和工藝裝備，降低產(chǎn)品的總成本。工件的尺寸不大，形狀也不復(fù)雜，采用碳結(jié)構(gòu)鋼板（Q235B）最大限度的減少機(jī)械加工量。采用模鍛，精度等級，光潔度等均可達(dá)到要求，生產(chǎn)效率高，每小時產(chǎn)量達(dá)300900件，材料損耗僅約1%（不記火耗）；壓力與地面垂直，對地基要求不高。綜上所述，選擇Q235B碳結(jié)構(gòu)鋼板為毛坯材料。 1.3 工藝路線的制定1.3.1 制定工藝過程由于本次加工僅需一次擴(kuò)孔可

16、完成，故工藝過程比較簡單，其工藝過程如下：1鉆（擴(kuò)孔）：按圖紙要求對四個孔分別先鉆至19.8 mm,然后擴(kuò)孔至21.8 mm，最后鉸孔達(dá)到22，并且要求22孔達(dá)到的精度是上偏差為+0.033，下偏差為0，即20孔達(dá)到的精度是上偏差為+0.05，下偏差為0，即2檢驗(yàn)：按圖紙要求，檢查各孔的位置精度。1.3.2 繪制工序簡圖1、被加工零件工序圖的作用和要求被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機(jī)床上或一條流水線上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸及精度，技術(shù)要求，加工用定位基準(zhǔn)，夾壓部位，以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯形狀的圖紙。它是在原有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動線

17、加工內(nèi)容，加上必要說明繪制的。它是機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造使用時調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。2、工件工序圖所包含的內(nèi)容：（1）、在圖上表示出被加工零件的形狀，尤其要設(shè)置中間導(dǎo)向時，應(yīng)表示出工件內(nèi)部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進(jìn)夾具是否相碰，以及刀具通過的可能性；（2）、在圖上表示出加工用基面和夾壓的方向及位置，以便依次進(jìn)行夾具的支撐，定位及夾壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；（3）、在圖上表示出加工表面的尺寸，精度，光潔度，位置尺寸及精度和技術(shù)條件（包括對上道工序的要求及本機(jī)床保證的部分）；（4）、圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及被加工部位的余量；（5）、為了使工序圖清晰明了和突出本

18、機(jī)床的加工內(nèi)容，繪制時對本機(jī)床的加工部位用粗實(shí)線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細(xì)實(shí)線表示。3、如圖二所是：被加工零件加工示意圖：擴(kuò)圓柱孔備注： 被加工零件名稱及編號：制動臂材料及硬度：碳結(jié)構(gòu)鋼Q235A 重 量：1.4kg 加工余量鉆孔的加工余量為19.8 mm，擴(kuò)孔的加工余量為2 mm，鉸孔的加工余量為0.2 mm 技術(shù)條件a 本機(jī)床加工前應(yīng)保證零件圖上的所有尺寸；b 本機(jī)床保證：加工后各對稱孔的中心距不變；加工后的孔的尺寸為和c.其余尺寸不變。1.3.3編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)1、本機(jī)床加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基面標(biāo)起，尤其是本機(jī)床加工，所選用的定位基面與設(shè)計(jì)基面不一致時，還必須

19、對各孔要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析和換算，即把不對稱尺寸換成對稱尺寸，如尺寸150+0.07應(yīng)換算成150±0.035。有時也可以將工件某一主要孔的位置尺寸從定位基面標(biāo)注，其余各孔的尺寸以此孔為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注，以免由于尺寸鏈的影響，而不能保證要求的精度。2、對孔的加工余量要認(rèn)真分析，在鏜階梯孔時，其大直徑的單邊余量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。在加工毛坯時，不僅要弄清加工余量，還要注意孔的鑄造偏心以及毛刺的大小，以便設(shè)計(jì)相應(yīng)尺寸的鏜桿，保證加工正常進(jìn)行。3、對精鏜機(jī)床必須注明是否允許留有退刀痕跡，以及允許退刀痕的形狀（直線或螺旋退刀痕）。1.4 工序余量及工序尺寸的確定1.4.

20、1 工序余量的確定為了保證工件的加工余量，要在毛坯上留出待加工余量，讓每次加工時都能切掉一層金屬，從而逐漸的提高零件的加工精度和表面質(zhì)量，以保證圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求。留給加工表面每一道工序的余量叫做工序余量，留給加工表面工序余量的總合叫做總余量。它們可用下列關(guān)系式表示：工序余量=毛坯工稱尺寸-工件成品尺寸1.4.2工序尺寸的確定由于在本機(jī)床上僅進(jìn)行一道工序，所以不存在工序間余量的確定，工序尺寸和工序余量就相等了，即為加工余量。查組合機(jī)床設(shè)計(jì)-機(jī)械工業(yè)出版社 1975年6月版 P38表2-6 孔加工常用余量并結(jié)合 26.5-23.5=3.0mm則加工余量（雙邊余量）為：3.0mm1.5 刀具的選擇

21、及切削用量的確定1.5.1 刀具的選擇1、刀具與工藝方案的關(guān)系專用機(jī)床刀具，是專用機(jī)床主要組成部分之一。刀具的選用、設(shè)計(jì)、制造正確與否，對機(jī)床的加工精度和效率有著重要影響。在專用機(jī)床上常采用多刀，復(fù)合刀具及特種刀具，從而使工序集中，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。2、刀具的選擇原則1）、如果條件允許，應(yīng)該首先選取標(biāo)準(zhǔn)刀具；2）、為提高工序集中程度，或達(dá)到更高的精度，可采用復(fù)合刀具。但在確定復(fù)合刀具結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡可能采用組裝式復(fù)合刀具。1.5.2 切削用量的確定1、切削速度D工件或刀具的外徑（mm）n工件或刀具的每分鐘轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/每分）。2、吃刀深度D待加工表面直徑（mm）d已加工表面直徑（m

22、m）第二章 機(jī)床的總體方案制定2.1 機(jī)床的總體布局 機(jī)床總體布局的目的，是按照簡單經(jīng)濟(jì)，合理的原則，制定一種實(shí)現(xiàn)加工要求的方案。它基本上由工藝方法、運(yùn)動分配、工件尺寸、重量、精度、表面光潔度及生產(chǎn)效率等因素所決定。2.1.1 機(jī)床總體布局的基本要求1、 保證給定的工藝過程要求（對于組合機(jī)床，還應(yīng)滿足參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求）。最大限度地考慮機(jī)床部件的通用化；2、 保證機(jī)床的剛度，精度，抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機(jī)床的重量；3、 保證機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，且盡量采用較短的傳動鏈，以提高傳動精度和傳動效率；4、 保證良好的加工工藝性，以便于機(jī)床的加工和裝配；5、 保證生產(chǎn)安全，便于操作、調(diào)整和維修；6、 對于

23、生產(chǎn)效率和自動化程度較高的機(jī)床和專用機(jī)床，應(yīng)力求便于自動上、下料或納入自動線，并便于排除鐵屑；7、 盡可能減小機(jī)床的戰(zhàn)地面積；8、 機(jī)床外形美觀，大方。2.1.2 機(jī)床總體布局應(yīng)考慮的幾個關(guān)系1、工藝方法與總體布局專用機(jī)床上加工工件的工藝方法是多種多樣的。在總體布局時，往往由于工藝方法的改變，導(dǎo)致機(jī)床的運(yùn)動、傳動、部件配置以及結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生一系列變化。故在確定專用機(jī)床的總體布局時，應(yīng)首先分析和選擇合理的工藝方法。所采用的工藝方法不同，所采用的刀具和運(yùn)動以及機(jī)床布局也不同，即使是同一類型的機(jī)床，也可以采取不同的運(yùn)動方案和布局結(jié)構(gòu)。2 運(yùn)動分配與總體布局專用機(jī)床的工藝方法確定后，刀具與工件在切削加工時

24、的相對以內(nèi)動也被隨著確定了。此時有三種方案：即相對運(yùn)動可以完全分配給刀具，也可完全分配給工件，或者刀具和工件共同完成。本次設(shè)計(jì)選擇切削加工的相對運(yùn)動由刀具和工件共同完成，由于運(yùn)動分散給刀具和工件共同完成，運(yùn)動簡單了，相應(yīng)的機(jī)構(gòu)也簡單了，且容易實(shí)現(xiàn)，所以目前這中分配形式應(yīng)用較廣。3 精度、光潔度和總體布局1）. 足夠的剛度和抗振性為了得到所要求的加工精度和光潔度，在機(jī)床從體布局上就應(yīng)該保證有足夠的剛度和抗振性。機(jī)床加工過程中的振動穿體給工件和刀具，會使被加工表面產(chǎn)生振動痕，降低表面光潔度；振動還使刀具的壽命縮短，使機(jī)床零件的磨損加快；振動所造成的噪音，使工人容易疲勞。因此，設(shè)計(jì)機(jī)床，特別是設(shè)計(jì)精

25、密機(jī)床時應(yīng)采取措施來消除或減少振動，減少機(jī)床振動可以從布局、結(jié)構(gòu)、剛度等方面來采取措施，其中從布局方面消除振動的措施如下：（1）隔離強(qiáng)迫振動源機(jī)床的電動機(jī)，變速箱等部件在工作時，由于不平衡等原因會產(chǎn)生振動。 為了減振，可以把它們與工件，刀具隔離開。（2）平衡運(yùn)動部件，減少沖擊力。2）. 提高傳動鏈精度在螺紋或齒輪加工中常采取用縮短內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的方法來提高加工精度。3）. 減少機(jī)床熱變形及其影響機(jī)床因機(jī)械傳動，液壓傳動所產(chǎn)生的熱，會使機(jī)床的執(zhí)行部件和支承部件產(chǎn)生熱變形，降低加工精度。從布局方面消除或減少機(jī)床熱變形一般有如下措施：（1）隔離熱源將機(jī)床的傳動部件，如油泵、電動機(jī)、變速箱等安排在距離執(zhí)

26、行部件和支承部件較遠(yuǎn)的位置，使前者產(chǎn)生的熱不傳或少傳給后者。（2）使熱變形與受力變形互相補(bǔ)償利用熱變形來補(bǔ)償機(jī)床的受力變形，讓熱變形來提高機(jī)床精度，也是減少機(jī)床熱變形的一項(xiàng)措施。4 機(jī)床自動化與總體布局自動化機(jī)床布局是，要特別注意以下問題：1）便于排屑，刀架和床身導(dǎo)軌宜作成傾斜式和垂直式。2）便于自動上、下料或列入自動線。3）合理選擇刀架的形式和位置。（1）各刀架在自動化循環(huán)中各自有各自的動作，床身分別設(shè)置導(dǎo)軌。（2）便于操作，例如應(yīng)便于上下料，便于機(jī)床和刀具的調(diào)整；便于觀察加工情況等。（3）轉(zhuǎn)動刀架、自動換刀裝置，刀具的結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)根據(jù)工藝要求，生產(chǎn)率要求及機(jī)床具體結(jié)構(gòu)不止的可能性等選定。

27、機(jī)床的自動化程度不同，機(jī)床的總體布局也不一樣，生產(chǎn)效率也不相同。5 生產(chǎn)效率與總體布局機(jī)床的生產(chǎn)批量不同，其結(jié)構(gòu)可能完全不同。因需要大批量具生產(chǎn)，所以設(shè)計(jì)成專用機(jī)床。6.操作調(diào)整與總體布局1）、設(shè)計(jì)機(jī)床必須考慮人體的基本尺寸和四肢運(yùn)動范圍，以減輕工人的疲勞強(qiáng)度。為了便于操作者觀察加工過程和操縱機(jī)床，工件與刀具的作用區(qū)至地面的高度適當(dāng)。2）、合理選擇立柱的位置，使之符合通常的操作習(xí)慣，便于對刀、調(diào)整和檢測。3）、合理選擇工人的操作位置和操作部位。通常的操縱手柄和控制按鈕應(yīng)設(shè)在操作者近身處。大型機(jī)床為了便于觀察加工情況，其刀架上常設(shè)有操縱臺，工人應(yīng)隨刀架前進(jìn)，并在刀架上操縱機(jī)床。綜上所述，影響機(jī)床

28、布局的因素是多方面的，其中，工藝方法的選擇，對機(jī)床運(yùn)動的要求及運(yùn)動分配是起決定性作用的因素；工件的尺寸、精度、形狀及重量等是考慮的重要因素。此外，在充分注意工藝因素的同時，還應(yīng)兼顧其他各種因素。專用機(jī)床的加工對象比較固定，生產(chǎn)批量較大，往往要求機(jī)床有較高的成產(chǎn)效率，因此，必須正確選擇工件的加工方法，并配備專門的的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)特定的工藝要求。2.1.3 機(jī)床總體布局方案分析在方案的擬訂當(dāng)中，起決定作用的是正確分析與確定機(jī)床的總體布局方案。上面敘述了各種因素對機(jī)床總體布局的影響，然而就同一類機(jī)床來說，尚需對專用機(jī)床的支承部件、傳動部件和執(zhí)行部件等三大部分的布局進(jìn)行方案分析。1、同類機(jī)床總體布局方

29、案分析：1）、支撐部件的布局： 支撐部件通常是由床身、立柱、底座、橫梁、橫臂等組成，這些部件或著單獨(dú)使用，或者組合起來，用做機(jī)床的支撐。這些部件安放位置的不同，就形成了不同的支撐形式。常見的支撐形式有以下幾種：（1）、橫“一”字支撐。支撐部件是床身或床身與底座的結(jié)合。由這種支撐部件組成的機(jī)床稱為臥式機(jī)床。（2）、豎“一”字支撐。支撐部件是立柱，或床身和立柱的組合。由這種部件所組成的機(jī)床，稱之為立式機(jī)床。（3）、倒“丁”字機(jī)床。支撐部件是床身和立柱的組合。有它組成的機(jī)床稱為復(fù)合式機(jī)床。（4）、側(cè)開口行支撐。支撐部件是床身（或底座），立柱、橫梁的組合。有它組成的機(jī)床稱為單臂式機(jī)床。（5）、方框形支

30、撐。機(jī)床的支撐部件由床身、橫梁以及兩個立柱組合而成，形成封閉的方框，其所組成的機(jī)床，稱之為龍門式機(jī)床。2）、上述機(jī)床有如下特點(diǎn)：（1）、立式機(jī)床、戰(zhàn)地面積小；、動運(yùn)自由度大；、操作方便，操作者可站在機(jī)床的前面，左面，右面操作；、當(dāng)工作件較長時，機(jī)床的重心偏高，易造成加工時工件的振動。（2）、臥式機(jī)床的特點(diǎn)：、占地面積較大；、機(jī)床的重心低；有利于減少機(jī)床的振動；、機(jī)床的執(zhí)行部件可以在縱橫兩方面移動。（3）、單臂式機(jī)床的特點(diǎn)； 可加工橫向尺寸較大的工件，但受力時橫梁相當(dāng)于懸臂梁，機(jī)床的剛度地較低。橫梁越大，則可加工的橫向尺寸越大，但剛度也就越低。（4）、龍門機(jī)床的特點(diǎn)： 它的支撐部件組成了封閉的方

31、框。因此，大大提高了機(jī)床的剛度。但龍門式機(jī)床的支撐部件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大布局時要特別注意，避免支撐部件對操作者視線的妨礙。（5）、復(fù)合式 根據(jù)多面同時加工的需要所配置的形式。就同一類機(jī)床而言，確定機(jī)床配置部件的形式時，應(yīng)注意下面問題：、機(jī)床的支撐部件要有足夠的剛度和較好的受力情況；、力求結(jié)構(gòu)簡單，維修方便；、保證較高的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率；、要保證操縱的方便性、習(xí)慣性。1、 傳動部件的布局：機(jī)床上的傳動方案主要可分為集中傳動和分離傳動，無級變速與齒輪變速。執(zhí)行元件的布局：執(zhí)行部件一般指安裝刀具與工件的部件，如主軸部件，工作臺布件及刀架等，2、制動器鉆擴(kuò)鉸多工位加工專用機(jī)床總體布局方案分析：1）、

32、單位提出的設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）、設(shè)計(jì)為加工制動臂的專用機(jī)床；（2）、在該機(jī)床上完成對零件圖上四個螺栓空的擴(kuò)孔加工；（3）、各孔的精度、光潔度、無特殊要求，只需保證各孔的位置度；（4）、毛坯的材料是碳結(jié)構(gòu)鋼Q235B；（5）、要求大批量生產(chǎn)。2）、工藝分析：（見上）3）、機(jī)床總體布局方案的確定（三方案）（1）、臥式機(jī)床：考慮到零件的夾具設(shè)計(jì)，采用臥式機(jī)床將導(dǎo)致零件裝夾難度的增加；（2）、懸臂式機(jī)床：考慮到零件的橫向尺寸不大，所以沒有必要采用該型式機(jī)床；（3）、立式機(jī)床：立式機(jī)床運(yùn)動自由度大，操作方便，足可以滿足該零件的加工。戰(zhàn)地面積小，動運(yùn)自由度大，操作方便，操作者可站在機(jī)床的前面，左面，右面操作。

33、 綜上所述，決定采用立式機(jī)床這一形式。2.2 機(jī)床的運(yùn)動聯(lián)系尺寸2.2.1 運(yùn)動聯(lián)系的形式機(jī)床的運(yùn)動聯(lián)系是指動力源和運(yùn)動之間，或者運(yùn)動與運(yùn)動之間聯(lián)系。機(jī)床的各種運(yùn)動一般是通過機(jī)械，電器和液壓（氣壓）傳動實(shí)現(xiàn)的，總體設(shè)計(jì)的任務(wù)之一就是確定機(jī)床運(yùn)動的傳動形式。專用機(jī)床通常以電動機(jī)作為動力源，由它帶動機(jī)械，液壓傳動系統(tǒng)完成機(jī)床的各種運(yùn)動，再通過電氣、液壓系統(tǒng)完成機(jī)床的各種運(yùn)動，再通過電氣、液壓系統(tǒng)控制這些運(yùn)動間的轉(zhuǎn)換，先后順序及聯(lián)系。類似車床的專用機(jī)床，動力源與運(yùn)動之間有下列不同的運(yùn)動聯(lián)系形式：1、主運(yùn)動和動力源，進(jìn)給運(yùn)動和動力源均為機(jī)械聯(lián)系。此次種聯(lián)系形式結(jié)構(gòu)簡單、可靠、目前應(yīng)用廣泛。2、主運(yùn)動和

34、動力源，為機(jī)械聯(lián)系，進(jìn)給運(yùn)動和動力源為液壓聯(lián)系。由于液壓驅(qū)動具有無級變速，驅(qū)動力大，工作平穩(wěn)，容易實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，因此，液壓驅(qū)動進(jìn)給目前用于自動車床以及進(jìn)給力大的車床。3、主運(yùn)動和動力源，進(jìn)給運(yùn)動和動力源均為液壓聯(lián)系。此種聯(lián)系形式由于液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前應(yīng)用較少，一般某些重要機(jī)床中實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的無級變速。4、主運(yùn)動和動力源為電氣聯(lián)系。它的優(yōu)點(diǎn)是兩個運(yùn)動均為無級變速，并且容易實(shí)現(xiàn)變速的自動化。但由于電氣系統(tǒng)較復(fù)雜，成本高，目前應(yīng)用尚少，只用于某些自動化車床中。2.2.2 運(yùn)動聯(lián)系形式的選擇 機(jī)械、液壓、電氣等各種運(yùn)動聯(lián)系方式都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)機(jī)床時應(yīng)發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn)，滿足機(jī)床的工作

35、特點(diǎn)和使用要求，適應(yīng)機(jī)床的制造和維修水平等。1、機(jī)械聯(lián)系目前應(yīng)用較廣泛，工作較可靠。對設(shè)計(jì)、制造、修理的技術(shù)水平較電氣液壓為低。目前，在加工復(fù)雜表面，如螺紋、齒輪、花鍵等表面時多加采用。此外，當(dāng)制造廠的技術(shù)水平受到限制時多采用機(jī)械聯(lián)系。2、非機(jī)械聯(lián)系（液壓、電氣、光電、電磁、氣壓以及它們的綜合等）具有某些優(yōu)點(diǎn)，可簡化機(jī)床的結(jié)構(gòu)。隨著非機(jī)械聯(lián)系可靠性的提高和設(shè)計(jì)、維修、制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在機(jī)床中的應(yīng)用正在日益增多。目前這種聯(lián)系形式多用于自動化程度較高的機(jī)床，如數(shù)控機(jī)床，仿型車床等。3、液壓、電氣的綜合應(yīng)用，使機(jī)床容易實(shí)現(xiàn)自動化，并簡化了機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)代化的自動機(jī)床中被廣泛的應(yīng)用。目前，

36、在設(shè)計(jì)自動線時大都采用此聯(lián)系形式。4、內(nèi)聯(lián)系傳動鏈（如車螺紋及用展成法加工齒輪時的傳動鏈），目前廣泛的采用機(jī)械傳動，而不用液壓傳動，因?yàn)橛靡簤簳r有泄漏現(xiàn)象，不易保證傳動比的恒定值。因此，設(shè)計(jì)螺紋加工，齒輪加工，滾切花鍵，鏟齒等機(jī)床時，應(yīng)采用機(jī)械聯(lián)系。此機(jī)床由于機(jī)械、液壓的聯(lián)合作用，實(shí)現(xiàn)了較多的自動化動作，從而使生產(chǎn)率高，自動化程度高，占地面積小等特點(diǎn)。 第三章 機(jī)床的參數(shù)設(shè)計(jì)多軸鉆床的運(yùn)動參數(shù)主要包括主運(yùn)動參數(shù)與進(jìn)給運(yùn)動參數(shù)。主運(yùn)動參數(shù)與進(jìn)給運(yùn)動參數(shù)系單獨(dú)驅(qū)動。主運(yùn)動為主軸轉(zhuǎn)速；進(jìn)給運(yùn)動是用液壓系統(tǒng)支撐工作臺來表示的。在確定多軸鉆床的主運(yùn)動參數(shù)和進(jìn)給運(yùn)動參數(shù)之前，先確定本設(shè)計(jì)所加工零件的有關(guān)參

37、數(shù)。3.1 運(yùn)動參數(shù)和尺寸參數(shù)多軸鉆床所加工的零件如下圖3-1所示。圖3-1運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算鉆床的運(yùn)動參數(shù)是指鉆頭轉(zhuǎn)速、工件安裝的進(jìn)給速度。多軸鉆床屬于回轉(zhuǎn)式主運(yùn)動機(jī)床，其主運(yùn)動參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速。由于所加工工件在四個工位，分別為鉆、擴(kuò)、鉸，則其運(yùn)動參數(shù)也不相同，下面分別計(jì)算。多軸鉆床的動力參數(shù)包括機(jī)床驅(qū)動的各種電機(jī)的功率及扭矩。由于機(jī)床各傳動部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)都是根據(jù)動力參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算的。如果動力參數(shù)過大，電動機(jī)經(jīng)常處于低負(fù)荷情況下，功率因數(shù)小，造成電力的浪費(fèi)，同時使動力部件和相關(guān)零件的尺寸設(shè)計(jì)過大，浪費(fèi)材料，且機(jī)床笨重。如果定的過小，機(jī)床達(dá)不到設(shè)計(jì)提出的使用性能的要求。下面具體計(jì)算機(jī)床

38、的動力參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)：3.1.1 鉆頭鉆孔時的參數(shù)計(jì)算扭矩公式： 軸向力公式 ： 切削功率公式：式中各字母的含義：1.鉆孔1） 用多軸鉆鉆19.8孔時：查組合機(jī)床設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社第一冊機(jī)械部分查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊，則其中v-刀具的切削速度D-刀具的直徑2）.鉆17.8孔時2.擴(kuò)孔擴(kuò)孔時的計(jì)算公式式中t=o.5×（D-d）D-鉆頭直徑d-工件擴(kuò)孔前直徑查組合機(jī)床設(shè)計(jì)s=0.3mm/r，v=16.5m/min1)擴(kuò)21.8孔 查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊，則則2）擴(kuò)19.8孔時3.鉸孔查組合機(jī)床設(shè)計(jì)s=0.65mm/r，V=4m/min則機(jī)床所需的總切削功率3.2各個主軸轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)速公式

39、鉆孔時的轉(zhuǎn)速擴(kuò)孔時的轉(zhuǎn)速鉸孔時的轉(zhuǎn)速3.3電動機(jī)功率及其型號的確定由于電動機(jī)的傳動軸較多，可以用下列公式估算電動機(jī)的功率其中為電動機(jī)的功率，取0.8。則根據(jù)以上計(jì)算，選取主運(yùn)動電動機(jī)。查取機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選取型號為Y160L-8.Y系列電動機(jī)為全封閉自扇冷式，用于空氣中不含易燃易炸或腐蝕性氣體的場所，也適用于無特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床。這一章對總體布局的設(shè)計(jì)作了簡單的分析，下一章將對多軸鉆床的主軸進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。第四章 主軸箱的設(shè)計(jì)主軸箱是多軸鉆床的重要組成部分。是用于布置機(jī)床工作主軸及其傳動零件和附加機(jī)構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力部件上的動力傳遞給各個工作主軸，使之獲得所

40、需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。主軸箱的設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和箱體的設(shè)計(jì)兩部分。本設(shè)計(jì)主軸箱采用黃甘油進(jìn)行潤滑。4.1 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1.1 主傳動方案的設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是主軸箱設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一環(huán)。所謂傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就是通過一定的傳動鏈，按要求把動力從動力部件的驅(qū)動軸傳遞到主軸上去。同時滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和傳動的要求。傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般要求：（1）在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求的前提下，力求使傳動軸和齒輪最少。應(yīng)盡量用一根傳動軸帶動多根主軸；當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可采用齒輪變位的方法和湊中心距。（2）在保證有足夠強(qiáng)度的前提下，主軸、傳動軸和齒輪的規(guī)格要盡可能少，以減少各類零件的品種。

41、（3）通常應(yīng)避免主軸帶動主軸，否則將增加主軸的負(fù)荷。（4）最佳傳動比為11.5，但允許采用到33.5。（5）粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。（6）盡可能避免升速傳動，必要的升速最好放在傳動鏈的最末一、二級，以減少功率損失。在我們設(shè)計(jì)的傳動系統(tǒng)中，包括齒輪的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)以及附件設(shè)計(jì)三部分，下面我們進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)計(jì)算。4.1.2 動力部件的選擇動力部件是用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動，是組合機(jī)床最主要的通用部件。選用何種動力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工工藝、機(jī)床型式、使用條件和生產(chǎn)條件來確定。例如：對于一般的多軸鉆床和鏜孔機(jī)床，可用機(jī)械或液壓動力頭，對于銑削、鏜端面孔

42、機(jī)床、精鏜機(jī)床等機(jī)床，應(yīng)用動力滑臺配以相應(yīng)的銑頭，鏜孔、車端面頭、精鏜等；立式機(jī)床宜采用動力滑臺或機(jī)械動力頭等?？傊?，選用合適的動力部件，是機(jī)床具有先進(jìn)的工藝水平和技術(shù)水平，以及良好的工藝效果。4.2 主軸箱中齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)（以下均以與19軸相嚙合的一對齒輪為例）4.2.1 確定各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動軸到各主軸的傳動比4.2.2 確定電機(jī)軸的坐標(biāo)根據(jù)工件圖紙的尺寸，并考慮其位置，在坐標(biāo)系中精確繪制出工作軸的軸線，主動軸中心位置應(yīng)盡量確定在多軸點(diǎn)的壓力中心處。該中心是所有刀具進(jìn)給力合力的坐標(biāo)，它不應(yīng)越出鉆床法蘭盤的界限之外，壓力中心的坐標(biāo)可按下式計(jì)算：其中以42軸為坐表圓點(diǎn)，以鉸孔的中心線為X軸，以裝

43、夾工位的中心為Y軸，建立坐標(biāo)系，見裝配圖。其中各主軸的坐標(biāo)為已知的，如下表：坐標(biāo)軸號2356910121316171920X185320465520650650650650180235380515Y67067067067053540025520070707070表51其各主軸的軸向力已在上一章中求出，把各值及坐標(biāo)代入上面的公式可求得：X=350 Y=5004.2.3 選擇運(yùn)動鏈根據(jù)工件的加工工藝中確定的刀具轉(zhuǎn)速和鉆床具有的轉(zhuǎn)速，按正式?jīng)Q定主軸到各個工作軸的傳動轉(zhuǎn)速比。注：通常情況下，不要經(jīng)過工作齒輪傳遞力到另一工作軸。有本設(shè)計(jì)在公司的實(shí)習(xí)可知工作軸的轉(zhuǎn)向必須相同（全為順時針方向）。由于綜合考慮

44、其零件的空間位置及其轉(zhuǎn)向，分配其傳動比。軸19上的小齒輪模數(shù)為3，齒數(shù)20；與其嚙合的大齒輪模數(shù)為3，齒數(shù)24。四.齒輪的設(shè)計(jì)1.齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)由上面可知：軸19上的小齒輪模數(shù)：3、齒數(shù)20；與其嚙合的齒輪模數(shù)：3、齒數(shù)24。2.齒輪材料、精度等級及類型的選擇（1）齒輪應(yīng)不受軸向載荷，故選用直齒圓柱齒輪傳動；（2）因?yàn)槎噍S鉆床為一般工作機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故選用7級精度（GB10095-88）(3)齒輪的材料選擇：由機(jī)械設(shè)計(jì)課本（高等教育出版社）表10-1選擇大小齒輪的材料均為45#鋼，HRC為5055。3.運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算 小齒輪的轉(zhuǎn)速： 大齒輪的轉(zhuǎn)速： 小齒輪的功率： 大齒輪的功率： 小齒輪的扭

45、矩：大齒輪的扭矩：將計(jì)算數(shù)據(jù)列于下表軸的代號軸的轉(zhuǎn)速n (r/min)輸出功率P(KW)輸出扭矩T(Nm)傳動比i效率電機(jī)軸7207.599.5大齒輪上的軸99.53.65357.467.240.87小齒輪上的軸79.623.724440.119.040.86表5-24.3傳動件的計(jì)算與校核4.3.1 齒輪的計(jì)算與校核1.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)（高等教育出版社）有如下計(jì)算公式： 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)：（2）計(jì)算大、小齒輪傳遞的扭矩：小齒輪的扭矩：大齒輪的扭矩：（3）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7選齒寬系數(shù)（4）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得材料的影響系數(shù)（5）由機(jī)械設(shè)計(jì)表1

46、0-21d按齒面硬度差的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-19查得，（8）計(jì)算接觸許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)s=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)式1012得2）計(jì)算（1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值：（2）計(jì)算圓周速度V:（3）計(jì)算齒寬b：（4）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)齒高（5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)V=0.609m/s,7級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖108查得動載荷系數(shù)直齒輪假設(shè)由機(jī)械設(shè)計(jì)表103查得由機(jī)械設(shè)計(jì)表102查得由機(jī)械設(shè)計(jì)表104查得7級精度小齒輪將各數(shù)據(jù)代入后得由查機(jī)械設(shè)計(jì)表1013得故載荷系數(shù)（6）載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑

47、由機(jī)械設(shè)計(jì)公式1010a得由實(shí)際要求該設(shè)計(jì)選取，其強(qiáng)度完全合格。（7）計(jì)算模數(shù)2.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)式105得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：1）確定公式內(nèi)各個參數(shù)值（1）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖1020d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖1018查得彎曲疲勞壽命;（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4, 由機(jī)械設(shè)計(jì)式1012得（4）載荷系數(shù)（5）查取齒形系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表105查得：；（6）校正系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表105查得：；計(jì)算大小齒輪的并比較大?。猴@然大齒輪的數(shù)值大。3.設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的

48、模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，根據(jù)廠房要求；m=3mm完全可靠。4.幾何尺寸的計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 2）計(jì)算中心距 3）計(jì)算齒輪寬度由于齒寬計(jì)算原則：大齒輪寬度在計(jì)算之內(nèi)，小齒輪寬度比大齒輪寬510mm,故將齒寬就近圓整為,符合廠房要求。5.驗(yàn)算故設(shè)計(jì)合理。6.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪的幾何尺寸、貿(mào)配、材料加工方法、使用要求以及經(jīng)濟(jì)精度等因素有關(guān)。因此進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，必須考慮上面各方面的因素。在這里我們按齒輪的直徑大小選定合適的形式。具體設(shè)計(jì)如下： 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下原則： 1.當(dāng)齒頂圓直徑

49、小于160mm時，可以做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。 2.當(dāng)齒頂圓直徑在160500mm時，可以做成腹板式結(jié)構(gòu)。 1）小齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)中小齒輪，則選用實(shí)心結(jié)構(gòu)即盤式齒輪，其結(jié)構(gòu)尺寸為： e>(25)m則e>2.5×3=7.5mm 改齒輪的結(jié)構(gòu)如圖52所示 2）大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)榇簖X輪分度圓直徑為d=m×z=25×375mm,由齒輪設(shè)計(jì)原則可知75小于160mm，所以大齒輪選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)與小齒輪一樣，如圖52所示。圖5-23）大小齒輪參數(shù)如下頁表5-3所示：名稱參數(shù)代號大齒輪參數(shù)小齒輪參數(shù)模數(shù) m33齒數(shù)z2520壓力角分度圓直徑d7560齒頂

50、高系數(shù)11徑向間隙c0.750.75齒頂圓直徑8166齒根圓直徑67.552.5齒全高6.756.75表5-34.3.2 軸的設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件，都必須安裝在軸上才能運(yùn)動即動力的傳遞，因此軸的功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。所以，軸的設(shè)計(jì)也和其它零件的設(shè)計(jì)一樣，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力兩方面的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就需要根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件的裝配困難。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是我們這部分要做的主要

51、工作。軸的工作能力計(jì)算是指軸的強(qiáng)度、剛度和震動穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。因?yàn)槎鄶?shù)情況下，軸的結(jié)構(gòu)工作能力主要取決于軸的剛度。在本設(shè)計(jì)中就是這種情況，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算中我們只對軸的剛度進(jìn)行計(jì)算，防止其斷裂或塑性變形。下面我們進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)計(jì)算。1主軸的設(shè)計(jì) 1）.主軸的形式設(shè)計(jì)主軸的形式和直徑，主要取決于刀具的進(jìn)給抗力和切削扭矩或主軸刀具結(jié)構(gòu)上的需要。本設(shè)計(jì)工序包括鉆、擴(kuò)、鉸，采用有止推軸承的主軸。）主軸分布類型及主動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 軸的分布類型機(jī)床所加工零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)各有不同，但被加工零件（即主軸箱上軸的分布），大體可以歸納成下述幾種類型： a）單組或多組圓周分布； b）等距或不等距直線分布；

52、 c）圓周或直線混合分布； d）任意分布。根據(jù)廠房所提供的零件圖，本設(shè)計(jì)采用第三種類型中的圓周或直線混合分布。）傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 主軸的分布盡管有各種各樣類型，但通常采用的經(jīng)濟(jì)而有效的傳動是：用一根傳動軸帶動多根主軸。本設(shè)計(jì)采用此中設(shè)計(jì)，由于軸的空間位置以及零件的復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)中其傳動軸較多，故設(shè)計(jì)其傳動方案也較復(fù)雜。具體方案見主軸和傳動軸分布的總裝配圖。 2）.主軸的參數(shù)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用剛性主軸。設(shè)計(jì)剛性主軸的主要內(nèi)容之一就是選擇主軸參數(shù)。主軸參數(shù)確定的正確與否，對主軸的剛性將會又很大的影響。在設(shè)計(jì)剛性主軸箱時，若主軸參數(shù)選擇不合理，被加工零件達(dá)不到要求的精度和光潔度。（1）求輸出軸上的功率由

53、齒輪計(jì)算可知 （2）求作用在齒輪上的力 已知輸出軸小齒輪的分度圓直徑為： 而 式中各參數(shù)代表的含義： 小齒輪傳遞的扭矩，單位為N.mm；小齒輪的節(jié)圓直徑，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑；小齒輪的嚙合角，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪 3）.初步確定軸的最小直徑因?yàn)檩S的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：式中各參數(shù)的含義： 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa； T軸所受的扭轉(zhuǎn)力，單位為N.mm; 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為； n軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min； p軸傳遞的功率，單位為kw； d計(jì)算截面處軸的直徑，單位為mm。 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa.軸常用幾種材料值取軸的材料45號鋼，值在2545，值在126103，本設(shè)計(jì)取，由上式得軸的直徑D×D×T=30×62×17.25ld×h選取軸的材料為45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）。本設(shè)計(jì)考慮鍵槽消弱影響，對于單鍵d增大45，則d23.6mm。因?yàn)閺S方央求主軸直徑留有一定的富裕量，圓整為30mm，則本設(shè)計(jì)主軸的最小直徑為安裝軸承，為了使所選的軸徑與安裝軸承的孔徑相適應(yīng)，故需要同時選軸承型號。2.大齒輪軸的設(shè)計(jì)1）.大齒輪軸的轉(zhuǎn)速 大齒輪軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，則 式中各個參數(shù)的含義： P電動機(jī)的輸出功率 連軸器的效率 滾動軸承的效率 齒輪傳遞的效率將p7