中北大學(xué)-機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)(鉆床)

畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)(鉆床)班級(jí)：學(xué)號(hào)：軟件學(xué)院姓名：軟件學(xué)院軟件工程學(xué)院：軟件工程張俊元李彥棟專業(yè)：張俊元李彥棟指導(dǎo)教師：2014年6月機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)(鉆床)摘要本設(shè)計(jì)Z20125X40型搖臂鉆床是在原系列搖臂鉆床的基礎(chǔ)上，參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造成功的多功能新系列產(chǎn)品，結(jié)合現(xiàn)代企業(yè)實(shí)際需要而開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和大的安全系數(shù)，并在符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，兼顧使用高效、美觀大方、安全、操作性能高等特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主軸箱部分是整臺(tái)機(jī)床的核心部分，它由主軸變速部分、主軸進(jìn)給部分、主軸及操作部分、主軸夾緊部分、主軸平衡部分等組成，其中主軸變速部分是設(shè)計(jì)的核心部分。在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)時(shí)，采用了22級(jí)主軸變速，參照原來(lái)的Z30100型搖臂鉆床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，在原來(lái)的基礎(chǔ)上采用了九軸傳動(dòng)方案。設(shè)計(jì)過(guò)程中在Z30100的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，就是在主傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)中增加了過(guò)載保護(hù)，以及正反轉(zhuǎn)、停車（制動(dòng)）的設(shè)計(jì)，主傳動(dòng)部分采用液壓預(yù)選調(diào)速。本機(jī)床的主要用途：大中型零件上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺絲、璁平面等工作，在具有工藝裝備的條件上可以進(jìn)行鏜孔，完成管板、大法蘭等加工和非標(biāo)準(zhǔn)的鉆孔作業(yè)。Z30125X40型搖臂鉆床，最大的鉆孔直徑125毫米。關(guān)鍵詞：搖臂鉆床，主軸箱，主軸，主軸平衡，鉆孔

Machinetoolmaindrivedesign(drillingmachine)AbstractTheZ20125X40typeofrockerarm,whichdesignbasedontheoriginalseriesofradialdrillingmachine,inthelightofinternationalstandarddesignandmanufacturingversatilityofsuccessfulnewproducts,combinedwiththepracticalneedsofmodernenterprisesandthedevelopmentofnewproducts.Duringtheprocessofdesign,usingadvanceddesigningconceptandsafetyandincompliancewithnationalstandardsunderthepremise,balancedwithefficient,elegant,secure,highperformancecharacteristics.Intheprocessofdesigning,headstockpartsarethecoreofthewholemachine,whichconsistofaspindlespeed,spindlefeed,spindleandoperatingpart,clampingpartofspindle,spindlebalancingandothercomponentparts,spindlespeedpartofwhichisthecoreofthedesign.Whendesigningthemaindrive,using22spindlespeed,relativetoitsoriginalZ30100maindrivesystemofradialdrillingmachine,usinganine-axletransmissionprogrammeonthebasisoftheoriginal.TheZ30100onthebasisofinnovationinthedesignprocess,isinthemaintransmissionspeedincreasedoverloadprotection,andclockwise,stopping(braking)designofmaindriveadoptshydraulicpre-selectedspeed.Themainuseofthismachine:drillingonlargeandmediumsizedparts,drilling,reaming,tappingscrews,ajade-likestoneflatwork,onconditionthathavetechnologicalequipmentcanbeboring,completesheet,dafalan,non-standardmachininganddrilling.Z30125X40typeofrockerarm,maximumdrillingdiameterof125mm.Keywords:radialdrillingmachine;theheadstock;spindle;spindlebalancedrill中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第=2\*ROMANII頁(yè)共=2\*ROMANII頁(yè)中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第第=1\*ROMANI頁(yè)共=2\*ROMANII頁(yè)目錄225731緒論 頁(yè)價(jià)不超過(guò)8000元，用它來(lái)控制立鉆是很適用的。在簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)方面也要開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)型的直流寬調(diào)速系統(tǒng)來(lái)簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。目前由于3KW以上的直流調(diào)速系統(tǒng)售價(jià)仍較高，因此在發(fā)展數(shù)控立鉆方面仍有一定局限。隨著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，相信將會(huì)不斷推出經(jīng)濟(jì)型數(shù)控立鉆。3.開(kāi)發(fā)功能附件功能附件的開(kāi)發(fā)工作目前還沒(méi)有充分開(kāi)展起來(lái)，實(shí)際上功能附件對(duì)擴(kuò)大機(jī)床工藝性能是很有價(jià)值的。例如在主軸上附加手動(dòng)轉(zhuǎn)塔頭，就可以不用手換刀，實(shí)現(xiàn)多工序加工；又如在工作臺(tái)上附加回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)夾具，就可以加工有均布或非均布的圓周孔或傾斜孔的零件；又例如在主軸錐孔中裝入滾壓頭、珩磨頭，就可以用立鉆改善孔的表面粗糙度。黃山機(jī)床廠生產(chǎn)的AT—280型多功能工具機(jī)，具有車、鉆、銑功能。它的功能的擴(kuò)大也就是借助新開(kāi)發(fā)的車床功能附件。目前如沈陽(yáng)機(jī)床附件廠生產(chǎn)的快換鉆、攻絲卡套附件，山東棗莊機(jī)床附件廠生產(chǎn)的輕便壓緊座都可直接作為立鉆的功能附件。隨著功能附件的多樣化，會(huì)給立鉆用戶在操作上帶來(lái)很多便利。綜上所述，在振興機(jī)床工業(yè)的形勢(shì)下，立式鉆床也是很有發(fā)展前途的。今后它將向多功能、數(shù)控化、數(shù)顯化、自動(dòng)化方向發(fā)展。在數(shù)控化的過(guò)程中，立鉆應(yīng)著眼于經(jīng)濟(jì)型簡(jiǎn)易數(shù)控。為加速這個(gè)進(jìn)程，就要搞好模塊化設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)新的功能部件及功能附件。

2鉆床的概述鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向運(yùn)動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度相對(duì)較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊道具，可擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺絲、璁平面等加工。加工過(guò)程中工件不動(dòng)，讓道具移動(dòng)，將刀具中心對(duì)正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)）。鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)床是制造及修理一切機(jī)器的機(jī)器，機(jī)床是對(duì)金屬或其他材料進(jìn)行加工（包括成行加工和切削加工或特種加工方法），使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器。機(jī)械新產(chǎn)品包括機(jī)床本身的幾乎所有零件通常都是機(jī)床加工出來(lái)的，所以習(xí)慣稱為工作母機(jī)或工具機(jī)。目前世界上已將機(jī)械制造技術(shù)與裝備，其中以機(jī)床工具為主體通稱為生產(chǎn)工程，包括毛坯成型、零件加工、材料改性及其防護(hù)、裝配與包裝、物流與儲(chǔ)存、工藝過(guò)程檢測(cè)與監(jiān)控、自動(dòng)控制元件與系統(tǒng)等主要技術(shù)環(huán)節(jié)的成套技術(shù)。機(jī)床工具產(chǎn)品的技術(shù)水平和使用性能對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的不斷提高起著決定性作用，機(jī)床工具產(chǎn)品的技術(shù)水平反映一個(gè)國(guó)家機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平，機(jī)床工具工業(yè)起著機(jī)械工業(yè)“總工藝師”的作用。而機(jī)床的發(fā)展歷史也和機(jī)械的發(fā)展歷史緊密相關(guān)，在機(jī)械技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻，總會(huì)給機(jī)床的技術(shù)發(fā)展提出一系列新的課題。例如人類最初使用的生產(chǎn)工具和兵器主要是石器，以后向陶器、銅器及鐵器發(fā)展。陶輪的出現(xiàn)為陶器的拉坯成型和整體修整創(chuàng)造了必要的條件，這是古代早起的原始工具。它是利用木材、石材或陶質(zhì)制成的可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，其下面裝有軸樞在支撐或軸承中旋轉(zhuǎn)的制陶工具。在中國(guó)新石器時(shí)代的仰韶文化中期（約公元前4000~公元前2000年）首先出現(xiàn)慢輪，接著快輪出現(xiàn)于大汶口文化晚期，盛行于山東龍山文化時(shí)期。又例如18世紀(jì)末產(chǎn)業(yè)革命開(kāi)始時(shí)，由工人手持刀具而且用人力兼任發(fā)動(dòng)機(jī)功能轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓹C(jī)器來(lái)推動(dòng)機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)刀具系統(tǒng)與工件系統(tǒng)都形成了可以代替人手操作的機(jī)構(gòu)，從而產(chǎn)生了最初形式的刀架和車床，以及為制造瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)汽缸而開(kāi)發(fā)的鏜床等等。于是我們還可以看到，隨著對(duì)機(jī)床上所加工的機(jī)器零件要求的不斷發(fā)展，機(jī)床上用來(lái)加工這些零件的工具、工藝方法和裝備以及檢測(cè)、控制方法等也在不斷革新，促使機(jī)床結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)不斷改進(jìn)和發(fā)展。從大類來(lái)看，機(jī)床包括金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、特種加工機(jī)床、木工機(jī)床、石材及非金屬材料加工機(jī)床等等[5]。2.1鉆床的發(fā)展歷史搖臂鉆床切削機(jī)床是人類在改造自然的長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。最原始的機(jī)床是依靠雙手的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在工件上鉆孔。最初的加工對(duì)象是木料。為加工回轉(zhuǎn)體，出現(xiàn)了依靠人力使工件往復(fù)回轉(zhuǎn)的原始車床。在原始加工階段，人既是提供機(jī)床的動(dòng)力，又是操縱者。當(dāng)加工對(duì)象由木材逐步過(guò)渡到金屬時(shí)，車圓、鉆孔等都要求增大動(dòng)力。于是就逐漸出現(xiàn)了水力、風(fēng)力和畜力等驅(qū)動(dòng)的機(jī)床。隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，15~16世紀(jì)出現(xiàn)了銑床和磨床。我國(guó)明代宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》中就已有對(duì)天文儀器進(jìn)行銑削和磨削加工的記載。到18世紀(jì)，出現(xiàn)了刨床。機(jī)床工業(yè)則是機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)。一個(gè)國(guó)家機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平，在很大程度上標(biāo)志著這個(gè)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平。顯然，金屬切削機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)中起著重大的作用。搖臂鉆床機(jī)床是人類在改造自然的長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。最原始的機(jī)床是依靠雙手的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在工件上鉆孔。最初的加工對(duì)象是木料。為加工回轉(zhuǎn)體，出現(xiàn)了依靠人力使工件往復(fù)回轉(zhuǎn)的原始車床。在原始加工階段，人既是提供機(jī)床的動(dòng)力，又是操縱者。當(dāng)加工對(duì)象由木材逐步過(guò)渡到金屬時(shí)，車圓、鉆孔等都要求增大動(dòng)力。于是就逐漸出現(xiàn)了水力、風(fēng)力和畜力等驅(qū)動(dòng)的機(jī)床。隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，15~16世紀(jì)出現(xiàn)了銑床和磨床。我國(guó)明代宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》中就已有對(duì)天文儀器進(jìn)行銑削和磨削加工的記載。到18世紀(jì)，出現(xiàn)了搖臂鉆床。20世紀(jì)70年代初，鉆床在世界上還是采用普通繼電器控制的。80年代后期由于數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)才逐漸開(kāi)始在深孔鉆床上的得到應(yīng)用，特別是90年以后這種先進(jìn)技術(shù)才得到推廣。為了加工某些零件上的相互交叉或任意角度?；蚺c加工零件中心線成一定角度的斜孔、垂直孔或平行孔等需要，各個(gè)國(guó)家而專門開(kāi)發(fā)研制多種專用深孔鉆床。2.2鉆床的安裝的程序和工作內(nèi)容1.機(jī)床到位按地基圖在基礎(chǔ)說(shuō)畫出機(jī)床的中心線，檢查各地腳孔中心位置和各平面的標(biāo)高是否符合圖紙要求，以便安裝時(shí)能正確定位[6]。2.吊裝機(jī)床吊裝錢江機(jī)床外表面擦凈，并在地基上的適當(dāng)位置安放臨時(shí)墊鐵。按說(shuō)明書規(guī)定的調(diào)運(yùn)方式將機(jī)床吊起來(lái)，掛在地腳螺栓，其螺紋應(yīng)露出螺母5-6牙，然后將機(jī)床安放到基礎(chǔ)上去。地腳螺栓與地基上預(yù)留孔壁的距離應(yīng)大于20cm，且能自由晃動(dòng)。然后用臨時(shí)墊鐵粗調(diào)機(jī)床安裝水平。3.灌注地腳孔混凝土，所用混凝土要比基礎(chǔ)用混凝土高一個(gè)標(biāo)號(hào)，石子尺寸要小于20cm，灌注時(shí)要仔細(xì)認(rèn)真搗實(shí)，并檢查地腳螺栓，如有歪斜要及時(shí)扶正。4.安裝墊鐵在地膠混凝土經(jīng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求強(qiáng)度后，把機(jī)床上的地腳螺母取下后將機(jī)床吊離基礎(chǔ)放在一旁。取去臨時(shí)墊鐵，按地基圖規(guī)定安裝墊鐵。再把機(jī)床吊裝在地基上，并初步擰緊地腳螺母。5.調(diào)整安裝水平目的是保持機(jī)床的穩(wěn)定性，減少振動(dòng)，防止變形和避免不合理的磨損，以確保加工密度。6.在廣泛的通用性機(jī)床，可對(duì)零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺絲和璁平面等加工配有工藝設(shè)備時(shí)，還可以進(jìn)行鏜孔，在鉆床上配有萬(wàn)能工作臺(tái)還能進(jìn)行鉆孔等。2.3鉆床的基本分類鉆床主要用鉆頭在工件上加工孔（鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺絲和璁平面）的機(jī)床。機(jī)械制造和各種修配工廠必不可少的設(shè)備。根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)主要分為以下幾類：1.立式：工作臺(tái)和主軸箱可以在立柱上垂直運(yùn)動(dòng)，用于加工中小型工件2.臺(tái)式：簡(jiǎn)稱臺(tái)鉆。一種小型立式臺(tái)鉆，最大鉆孔直徑為12~15毫米，安裝在鉗工臺(tái)上使用，多為手動(dòng)進(jìn)鉆，常用來(lái)加工小型工件的小孔等。3.搖臂式：主軸箱能在搖臂上移動(dòng)，搖臂能回轉(zhuǎn)和升降，工件固定不動(dòng)，適用于加工大而重和多孔的工件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中。4.深孔鉆床：用深孔鉆鉆削深度比直徑大得多的孔（如槍筒、炮筒和機(jī)床主軸等零件的深孔）的專門化機(jī)床，為便于除切屑及避免機(jī)床過(guò)于高大，一般為臥式布局，常備有冷卻液輸送裝置（由刀具內(nèi)部輸入冷卻液至切削部位）及周期退刀排屑裝置等。5.中心孔鉆床：用于加工軸類零件倆端的中心孔6.銑鉆床：工作臺(tái)可以橫向移動(dòng)，鉆軸垂直布置，能進(jìn)行銑削的機(jī)床[7]。7.臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動(dòng)的鉆床。一般比立式鉆床加工效率高，可多面同時(shí)加工。8.多軸鉆床：一種運(yùn)用于機(jī)械領(lǐng)域鉆孔設(shè)備。20世紀(jì)80年代日本人最早使用其設(shè)備，后經(jīng)臺(tái)灣流入大陸。距今已有二十幾年的歷史。一臺(tái)普通的多軸機(jī)床一次能把幾個(gè)乃至十幾二十個(gè)孔或螺絲加工出來(lái)。如配上油壓或數(shù)控裝置，可自動(dòng)進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止。多軸鉆床也成群鉆，可用來(lái)鉆孔或者攻牙，一般型號(hào)可同時(shí)鉆2—16個(gè)孔，提升效率，固定機(jī)種軸數(shù)不拘，鉆軸形式、尺寸大小可依客戶之需進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。多軸鉆床廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。如汽車、摩托車多孔零部件：發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、鋁鑄件殼體、制動(dòng)鼓、剎車盤、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、半軸、車橋等，泵類、閥類、液壓元件、太陽(yáng)能配件等等。多軸鉆床可分為可調(diào)式和固定式倆種規(guī)格，可調(diào)式多軸鉆床在其加工范圍內(nèi)，其主軸的數(shù)量、主軸間的距離，相對(duì)可以任意調(diào)整，一次進(jìn)給同時(shí)加工數(shù)控。在其配合液壓機(jī)床工作時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止、同單軸鉆（攻絲）比較，工件加工精度高、工效快，可有效的節(jié)約投資方的人力、物力、財(cái)力。尤其機(jī)床的自動(dòng)化大大減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。固定式多軸鉆床采用單件（加工件）專機(jī)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)其加工件加工頻率高、量大之原因，專門量身定制一件一機(jī)的設(shè)備，在其工作中勿須擔(dān)心尺寸跑偏而傷腦筋。除用到常規(guī)的產(chǎn)品外，還可根據(jù)客戶的特殊要求進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

3鉆床主傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)3.1搖臂鉆床的機(jī)床原理及其基本要求Z30125X40型搖臂鉆床由主軸箱、搖臂、立柱、工作臺(tái)等組成。主軸箱是搖臂鉆床的核心部分，由主軸變速機(jī)構(gòu)、主軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)、主軸及操作機(jī)構(gòu)、主軸夾緊機(jī)構(gòu)、主軸平衡機(jī)構(gòu)等組成；本設(shè)計(jì)的主軸變速部分，變速時(shí)用液壓控制調(diào)速，液壓油進(jìn)入油缸通過(guò)拉桿撥動(dòng)滑移齒輪改變嚙合狀態(tài)實(shí)現(xiàn)主軸變速，而通過(guò)一個(gè)操作手柄可以實(shí)現(xiàn)主軸正、反轉(zhuǎn)及剎車[8]。本機(jī)床是在原系列機(jī)床的基礎(chǔ)之上，在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和大的安全系數(shù)，增加外柱自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，更改電器箱翻蓋方式、電器布線和電器操作按鈕等，并在符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，以CE標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，兼顧實(shí)用、高效、美觀、易操作和安全性能高等特點(diǎn)。主要技術(shù)參數(shù)如表3.1表3.1主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值單位項(xiàng)目數(shù)值單位最大鉆孔直徑125mm主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)22級(jí)跨距4000mm主軸進(jìn)給量范圍0.06~3.2mm/n主軸軸線至立柱母線最小距離600mm主軸進(jìn)給量級(jí)數(shù)16級(jí)主軸箱水平移動(dòng)距離3400mm主軸行程560Mm主軸斷面至底座工作距離最大2500mm主軸允許最大扭矩3.2Kn.m主軸斷面至底座工作距離最小700mm主軸最大進(jìn)給抗力50Kn搖臂升降距離1250mm主電機(jī)功率18.5Kw搖臂升降速度0.017m/s主軸行程米制80搖臂回轉(zhuǎn)角度360度主軸轉(zhuǎn)速范圍6.3~800n/min3.2主軸變速機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)型式主軸的變速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求為22級(jí)主軸的的變速，采用32級(jí)主軸變速，通過(guò)重復(fù)10級(jí)變速得到22級(jí)主軸變速。其中重復(fù)的10級(jí)轉(zhuǎn)速中，通過(guò)液壓控制軸VIII及軸V（或軸IV）上的滑移齒輪實(shí)現(xiàn)鎖住傳動(dòng)扭矩較大的級(jí)數(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了倆種設(shè)計(jì)方案：方案一通過(guò)8根軸實(shí)現(xiàn)22級(jí)主軸變速；變速二通過(guò)9軸實(shí)現(xiàn)22級(jí)主軸變速。方案一主軸變速部分軸向尺寸比方案二稍小，可以減少主軸箱的高度但傳動(dòng)比較大，齒輪大小懸殊很大，特別是主軸上的齒輪顯得很大，這樣在采購(gòu)齒輪材料時(shí)就很繁瑣，而且主軸上有兩個(gè)主軸變速齒輪與之相對(duì)應(yīng)的嚙合齒輪為滑移齒輪，這樣影響運(yùn)動(dòng)傳遞的平穩(wěn)性；方案二增加了主軸過(guò)載保護(hù)裝置，當(dāng)主軸過(guò)載時(shí)通過(guò)主軸過(guò)載保護(hù)裝置起到過(guò)載保護(hù)作用。9根軸傳動(dòng)減少了傳動(dòng)比，有利于傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，使得大小齒輪懸殊不至于過(guò)大，其主軸上傳動(dòng)齒輪只有一對(duì)固定齒輪，且采用斜齒輪，其好處是斜齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)比直齒輪平穩(wěn)且承受力比直齒輪小，能減少齒輪的部分徑向力和主軸承受的徑向力，有利于主軸的旋轉(zhuǎn)精度。其不足之處是該結(jié)構(gòu)增加了主軸箱的高度和軸的長(zhǎng)度，使得整個(gè)箱體尺寸要比8根軸傳動(dòng)稍大些。鑒于提高機(jī)床的安全系數(shù)及采集齒輪材料的便利，最后采用了9根軸傳動(dòng)的方案。

4主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)該取軸傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，作為計(jì)算轉(zhuǎn)速，由圖4.1轉(zhuǎn)速圖找出[9]。圖4.1主軸轉(zhuǎn)速圖傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)該取軸傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如表4.1所示表4.1各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸序號(hào)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）14587973982491246234106

5主傳動(dòng)構(gòu)件及零件計(jì)算5.1主電機(jī)功率的計(jì)算根據(jù)Z30125X40搖臂鉆床技術(shù)要求的規(guī)定，初步選取電機(jī)的型號(hào)為Y1602-4，功率18.5KW。通過(guò)計(jì)算效核結(jié)果可知，Y1602-4型電機(jī)能滿足工作要求[10]。5.2各軸扭矩及主軸功率轉(zhuǎn)矩圖的確定根據(jù)資料[3]得知，大型機(jī)床如果已先確定了主軸最大扭矩和主電機(jī)的功率，則主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速nj由下式子求得：式中Tn—主軸傳遞的最大扭矩(kgf*m)；n—主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；N—主軸傳遞的功率（KW），N=N電η。因此按圖4.1轉(zhuǎn)速圖可確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為nj=50r/min(計(jì)算轉(zhuǎn)速nj是主軸能傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速）。根據(jù)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為nj=50r/min，通過(guò)以下式子確定各軸的扭矩：式中，η—各軸到主軸間的傳動(dòng)效率；n—各軸相應(yīng)n主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；各軸的傳動(dòng)效率為：由資料[3]第2冊(cè)表5.1-5可查出齒輪副傳動(dòng)效率η1=0.985:0.99，滾珠軸承的傳動(dòng)效率η2=0.99:0.995；a—嚙合齒輪副數(shù)；b—滾珠軸的承數(shù)。圖5.1主軸變速簡(jiǎn)圖5.3估算各軸軸徑的大小通常，軸的最小徑向尺寸，亦稱為軸的基本直徑，用dmin表示。在設(shè)計(jì)軸時(shí)，該尺寸是應(yīng)首先確定的關(guān)鍵尺寸，其它尺寸的確定都是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的。而且，這個(gè)尺寸往往就是端軸頭或軸徑尺寸，輪轂、軸承尺寸的確定都直接與其相關(guān)。軸的基本直徑確定的方法很多，如按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行初步計(jì)算、憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)、類比設(shè)計(jì)等等。以上各種方法都不同程度地存在較大缺陷，如計(jì)算繁瑣，經(jīng)驗(yàn)可靠程度低等，使用起來(lái)多有不便。故按照?qǐng)D5.2選擇，在實(shí)際設(shè)計(jì)中使用方便又可靠。電動(dòng)機(jī)是最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)原動(dòng)機(jī)，對(duì)它的設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于原動(dòng)機(jī)來(lái)講，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，因而電動(dòng)主軸尺寸應(yīng)是整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中尺寸最小的直徑，故當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)中功率、轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)妮S的基本直徑均不應(yīng)太小于相應(yīng)電機(jī)主軸的尺寸，這是符合“等強(qiáng)度”原則的。軸的基本直徑dmin所示，常見(jiàn)電動(dòng)機(jī)的主軸，一般采用45鋼制成并經(jīng)過(guò)適應(yīng)熱處理，其綜合力學(xué)性能較好，在實(shí)際使用下圖時(shí)，可根據(jù)選用材料與45鋼性能的優(yōu)劣在表中數(shù)值的（0.8~1.2）倍中選取[11]。圖5.2軸徑選擇對(duì)照?qǐng)D5.4齒輪校核計(jì)算在兩跟軸間取傳動(dòng)扭矩最大且齒數(shù)較小的一對(duì)齒輪中的小齒輪進(jìn)行彎曲和接觸強(qiáng)度的校核。本次設(shè)計(jì)采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算的基本原理，包括齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，但應(yīng)按輪齒法面的當(dāng)量齒輪進(jìn)行分析。由于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度較大，同時(shí)相嚙合的輪齒較多，在法面內(nèi)斜齒輪的當(dāng)量齒輪的分度圓半徑比較大，因此斜齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均比直齒輪傳動(dòng)高?？砂粗饼X輪的強(qiáng)度理論直接寫出經(jīng)簡(jiǎn)化處理的斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算公式。1.齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)校核式：設(shè)計(jì)式：參數(shù)取值說(shuō)明：ZE彈性系數(shù)ZH節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)斜齒輪斷面重合度螺旋角斜齒輪：=80～250許用應(yīng)力：[H]=([H1]+[H2])/21.23[H2]分度圓直徑的初步計(jì)算在設(shè)計(jì)式中，K與齒輪尺寸參數(shù)有關(guān)，故需初步估算：a）初取K=Ktb）計(jì)算dtc）修正dt2.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核式：設(shè)計(jì)式：參數(shù)取值說(shuō)明：YFa、YSa齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。Zv=Z/cos3YFa、YFaY螺旋角系數(shù)初步設(shè)計(jì)計(jì)算在設(shè)計(jì)式中，K等與齒輪尺寸參數(shù)有關(guān)，故需初步估算：a）初取K=Kt，b）計(jì)算mntc）修正mn5.5軸的校核計(jì)算在軸的強(qiáng)度計(jì)算前，需要先對(duì)軸的受載情況進(jìn)行分析。一般軸上載荷是分布載荷，但由于軸上零件輪轂與軸的接觸長(zhǎng)度相對(duì)軸的全長(zhǎng)較小，通常視為一集中載荷作用在軸上零件輪轂寬度中點(diǎn)。軸即簡(jiǎn)化為雙支點(diǎn)軸并按簡(jiǎn)支架進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。軸的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。常見(jiàn)的軸的強(qiáng)度計(jì)算方法有以下兩種[12]。1.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算2.按彎矩合成強(qiáng)度計(jì)算。關(guān)于本次設(shè)計(jì)采用第一種計(jì)算方法，并選擇受扭矩較大的幾根軸進(jìn)行校核。強(qiáng)度條件：式中：————軸的扭切應(yīng)力T————轉(zhuǎn)矩Wt————抗扭截面系數(shù)P————傳遞的功率n————軸的轉(zhuǎn)速d————軸的直徑————許用扭切應(yīng)力5.6Ⅰ軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算將運(yùn)動(dòng)帶入變速箱的帶輪一般安裝在軸段，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或使軸部受帶的拉力（采用卸荷裝置）。Ⅰ軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好Ⅰ軸在整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過(guò)法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車螺紋時(shí)，換向頻率較高。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀態(tài)下進(jìn)行，常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式[13]。在確定軸向尺寸時(shí)，摩擦片不壓緊時(shí)，應(yīng)留有0.2~0.4mm的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)整。離合器及其緊壓裝置中有三點(diǎn)值得注意：1.摩擦片的軸向定位：由倆個(gè)帶花鍵孔的圓盤實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤裝在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向的兩個(gè)自由度，起到了定位作用。2.摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向復(fù)合。3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的，即操縱力撤消后，有自鎖作用。Ⅰ軸上裝有摩擦離合器，倆端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但脫開(kāi)的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為2倍左右）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)。齒輪和軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)軸承，但它的徑向尺寸小。空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤(rùn)滑。5.7齒輪塊的設(shè)計(jì)齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說(shuō)，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問(wèn)題。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：1.是固定齒輪還是滑移齒輪；2.移動(dòng)滑移齒輪的方法；3.齒輪精度和加工方法。變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大6dB。工作的平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大，所以這倆項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)。為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度。大都是用7—6—6，圓周速度很低的，才選8—7—7。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選6—5—5.當(dāng)精度從7—6—6提高到6—5—5時(shí)，制造費(fèi)用將顯著提高。不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。8級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。7級(jí)精度齒輪，用高精度滾齒或插齒機(jī)可以達(dá)到。但淬火后，由于變行，精度將下降。因此，需要淬火的7級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于7，或者淬火后再衍齒。6級(jí)精度的齒輪，用精度滾齒機(jī)可以達(dá)到，淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到6級(jí)。機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火。5.8其他問(wèn)題滑移齒輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。圓齒和倒角的性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣，應(yīng)予注意。選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式（棒料、自由鍛、或模鍛）和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定位基面。盡可能做到省工、省料又易于保證精度。齒輪磨損時(shí)，要求有較大的空刀（砂輪）距離，因此多聯(lián)齒輪不便于做成整體的，一般都做成組合的齒輪快。有時(shí)為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠。滑移齒輪在軸向位置由操縱機(jī)構(gòu)中的定位槽、定位孔或其他方式保證，一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定[14]。5.9傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛的采用滾動(dòng)軸承做支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動(dòng)器等。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作。首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過(guò)大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動(dòng)、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大；倆軸中心距誤差和軸芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問(wèn)題。傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。成批生產(chǎn)中，有專門加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)困難。所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也常采用花鍵軸?；ㄦI軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。軸的部分長(zhǎng)度上花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。這是加工時(shí)的過(guò)濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑D刀為65~85mm。機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。因此球軸承用的更多，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。倆孔間的最小壁厚，不得小于5~10mm，以免加工時(shí)孔變形?；ㄦI軸倆端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動(dòng)軸上軸承選用G級(jí)精度。傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持精確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置的正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對(duì)受軸向力的軸，期軸向定位就更重要。1.軸的長(zhǎng)度。長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題，宜由一端定位；2.軸承的間隙是否需要調(diào)整；3.整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整；4.在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈；5.加工和裝配的工藝性等。5.10主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成行運(yùn)動(dòng)，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度），設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗震性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面的考慮。5.11各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且設(shè)計(jì)多方面的因素。1.內(nèi)孔直徑：車床主軸由于要通過(guò)棒料，安裝自動(dòng)卡盤 的操縱機(jī)構(gòu)及通過(guò)卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)控直徑有增大的趨勢(shì)。2.軸頸直徑：前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。3.前錐孔直徑：前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。4.支撐跨距及懸伸長(zhǎng)度：為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)度a。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇郘，一般推薦取L/a=3~5,跨距L小時(shí)，軸承變型對(duì)軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時(shí)，L/a應(yīng)取最大值，軸剛度差時(shí)，則取小值。跨距L的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求。5.12主軸軸承1.軸承類型選擇主軸前軸承有倆種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：60度角的雙向推力向心球軸承。是一種新型的軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛使用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列短圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。接力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。2.軸承的配置大多數(shù)機(jī)床主軸采用倆個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大，可以用倆個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙，只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用[15]。軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：(1).每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受徑向力。(2).每個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。(3).徑向力和倆個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。(4).軸承的精度和配合。主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前段的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承的選擇高一級(jí)。普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選C或Ｄ級(jí)，后軸承的選Ｄ或Ｅ級(jí)。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過(guò)渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔的形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。1.軸承間隙的調(diào)整為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒(méi)有明顯的效果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng)，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí)，由于1:12的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈也將脹大消除間隙。其他軸承調(diào)整也有與主軸承相似的問(wèn)題。特別要注意：調(diào)整落幕的斷面與螺紋中心線的垂直度，隔套倆個(gè)斷面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套較長(zhǎng)，誤差的影響較小。螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套筒倆端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。5.13主軸與齒輪的連接齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵；軸做成圓柱體，或者錐面。錐面配合對(duì)中性好，但加工較難。平鍵一般用一個(gè)或者倆個(gè)，倆國(guó)特鍵不但平衡好，而且平衡高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問(wèn)題5.14潤(rùn)滑和密封主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤(rùn)滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。主軸是倆端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有倆種：1.堵——加密封裝置防止油外流。主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留0.1~0.3mm的間隙。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽，效果比上一種好些。在軸上增開(kāi)了溝槽，效果又比前倆種好。在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境下工作，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復(fù)雜。2.疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐罚褂湍茼樌亓骰氐洁]箱。

6設(shè)計(jì)總結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)（鉆床），關(guān)鍵是主軸箱平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主軸箱平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是凸輪的設(shè)計(jì)。在此次設(shè)計(jì)中推理得出主軸箱平衡機(jī)構(gòu)中凸輪輪廓曲線是一條：y=k/X的冪曲線。Y—是所求的曲率半徑；x—平衡彈簧的壓縮量；K—常數(shù)，與主軸重力G、彈簧剛度k有關(guān)以及相對(duì)應(yīng)的齒輪半徑有關(guān)，可以很容易的求出K。得出的凸輪曲線方程：y=K/X，可以計(jì)算機(jī)上輕松做出主軸平衡機(jī)構(gòu)中凸輪形狀的設(shè)計(jì)。主軸箱在搖臂上平移時(shí)，齒輪齒條是模數(shù)≤3.5mm為好，原因如下：大模數(shù)齒輪傳動(dòng)，在傳動(dòng)時(shí)影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。當(dāng)主軸移動(dòng)到要鉆孔的位置時(shí)，這時(shí)候主軸箱移動(dòng)非常慢，用手調(diào)節(jié)手輪移動(dòng)主軸箱。由于鉆孔定位要求，主軸箱移動(dòng)的速度慢，這時(shí)候容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，再加上齒輪模數(shù)大傳動(dòng)的不平穩(wěn)性，從而造成鉆孔時(shí)定位困難，影響加工精度，再加上笨重的主軸箱，加大了工人操作難度。而針對(duì)本機(jī)床Z30125型大型搖臂鉆床設(shè)計(jì)，我認(rèn)為移動(dòng)主軸箱的齒輪齒條傳動(dòng)，其模數(shù)應(yīng)≤3mm為宜。傳統(tǒng)的搖臂鉆床升降機(jī)構(gòu)采用單螺母——絲杠機(jī)構(gòu)提升搖臂。這種機(jī)構(gòu)在搖臂鉆床中長(zhǎng)期使用，但以往的搖臂鉆床都是比較小型，使用小型的升降電機(jī)就可以滿足工作要求，而且所用的絲杠較小。而對(duì)于重型機(jī)床搖臂鉆Z30125型機(jī)床，搖臂加上主軸箱的重量有8000kg（8噸），用單螺母——絲杠機(jī)構(gòu)在重型的搖臂鉆中要得到更合理的應(yīng)用時(shí)較為困難的，因此開(kāi)發(fā)新的搖臂升降機(jī)構(gòu)是必要的。在雙螺母的原理基礎(chǔ)上，可以采用雙螺母——絲杠機(jī)構(gòu)提升搖臂，這種可以降低螺距，降低提升時(shí)搖臂的摩擦力，從而降低電動(dòng)機(jī)的功率，同時(shí)由于螺母絲杠機(jī)構(gòu)中螺母的強(qiáng)度相對(duì)絲杠較低，傳統(tǒng)的做法是以螺母校核強(qiáng)度。而這一做法則是以螺母絲杠機(jī)構(gòu)中絲杠強(qiáng)度校核該機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。這樣做顯然提高了螺母絲杠的利用率?？商峁﹨⒖嫉纳禉C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案有以下幾種：1.在雙螺母之間加圓柱彈簧，減少單圈螺紋承受力；2.在雙螺母之間加圓板彈簧，通過(guò)調(diào)節(jié)圓板彈簧變形量來(lái)分配倆螺母承受能力；3.扭緊雙螺母在絲杠上，倆螺母相互壓緊，使得各絲杠螺母分別承受絲杠拉力。選擇合理的螺母?jìng)€(gè)數(shù)與絲杠配合，不但減少螺距，降低升降電機(jī)功率，而且減少絲杠直徑，提高了絲杠螺母機(jī)構(gòu)的壽命，消除螺母絲杠機(jī)構(gòu)的間隙。參考文獻(xiàn)[1]吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003P4～8[2]機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980P41～81[3]曹金榜，等.機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998P14～18[4]卜炎機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.P9～11[5]高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，1998P10～18[6]喬峰麗，鄭江機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：電子工業(yè)出版社1998P41～48[7]付瓊芳.撥動(dòng)桿零件工藝規(guī)程實(shí)例分析[J],機(jī)械工程師,2011.P15～18[8]崔長(zhǎng)華.機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2009.P74～78[9]林艷華.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京化