畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-鉆曲軸法蘭螺栓底孔專用機(jī)床設(shè)計(jì)說明書

目錄TOC\o"1-9"\h\u6545設(shè)計(jì)總說明 114272INTRODUCTION 2236411.緒論 423242.設(shè)計(jì)任務(wù) 5186512.1任務(wù)的內(nèi)容與要求 5326723.夾具的初步設(shè)計(jì) 514003.1夾緊裝置應(yīng)具備的根本要求 541373.2夾緊力方向和作用點(diǎn)的選擇 629024.專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 7144034.1確定切削用量以及選擇刀具 7178064.1.1確定工序間的余量 7212914.1.2選擇切削用量 7298974.1.3確定需要的切削力、切削扭矩、切削功率和刀具耐用度 7122205.機(jī)床總體設(shè)計(jì)――三圖一卡 8250675.1被加工零件工序圖 869065.2加工示意圖 8222485.3選擇刀具、對(duì)刀裝置 9112645.3.1刀具選擇 960165.3.2鉆套高度和排屑間隙 9174945.4初定主軸的類型、尺寸和外伸長度 983835.5確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及其工作行程 1040895.6機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 10280005.7動(dòng)力部件的選擇 11272885.8機(jī)床裝料高度確實(shí)定 12119275.9多軸箱的輪廓尺寸 12317045.10機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 1491576.多軸箱設(shè)計(jì) 16109116.1專用機(jī)床多軸箱的用途及分類 16207656.2通用多軸箱的組成和通用部件 16183496.3多軸箱的通用零件 1752046.4多軸箱結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算 1746226.4.1繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 18204176.4.2主軸外伸尺寸及切削用量 1931246.4.3動(dòng)力部件 19265306.4.4主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 1937656.5主軸分布類型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 20272296.5.1主軸分布類型 20117626.5.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 20292606.6強(qiáng)度校核 2377036.6.1主軸的強(qiáng)度校核 2378096.6.2齒輪的強(qiáng)度校核 26228656.7多軸箱的坐標(biāo)計(jì)算 30241677.專用機(jī)床多軸箱裝配圖設(shè)計(jì) 31126807.1通用多軸箱總圖設(shè)計(jì) 31184737.1.1主視圖和側(cè)視圖 31283317.1.2展開圖 31114307.2主軸和傳動(dòng)軸 31194868.三維實(shí)體造型設(shè)計(jì) 32224489.總結(jié) 372163210.參考文獻(xiàn) 3810028鳴謝 39設(shè)計(jì)總說明本論文主要說明鉆曲軸法蘭螺栓底孔專用機(jī)床設(shè)計(jì)的根本過程和要求。專用機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式,生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí),工件一般不旋轉(zhuǎn),由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,可根據(jù)需要靈活配置,能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此專用機(jī)床兼有低本錢和高效率的優(yōu)點(diǎn),在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。論文主要內(nèi)容包括四大局部:〔1〕、制定工藝方案通過了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾緊情況、生產(chǎn)效率及機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，確定在專用機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，并繪制被加工零件工序圖?！?〕、專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)確定機(jī)床各部件之間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)效率、繪制機(jī)床的尺寸聯(lián)系圖及加工示意圖?！?〕、專用機(jī)床部件設(shè)計(jì)包括專用多軸箱的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)布局合理，軸與齒輪之間不發(fā)生干預(yù)，保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性。專用主軸設(shè)計(jì)，軸承的選用及電機(jī)的選擇等。〔4〕、專用夾具的設(shè)計(jì)定位加緊裝置為手動(dòng)控制。保證夾緊過程可靠，夾緊力的大小適當(dāng)，振動(dòng)小，不會(huì)產(chǎn)生過大的夾緊變形。且操作簡單方便、省力、平安、結(jié)構(gòu)性好，夾緊裝置的結(jié)構(gòu)力求簡單，緊湊，便于制造和維修另外，本文還涉及到大量的設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括：〔1〕、主軸的選擇和傳動(dòng)布置，以保證加工過程中被加工零件的精度；〔2〕、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和校核，以保證軸的剛度；〔3〕、齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算、對(duì)齒輪的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核；多軸箱局部是本次設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，本次設(shè)計(jì)中它的設(shè)計(jì)既要保證工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)的合理、平衡和準(zhǔn)確，又要滿足工作要求。在本文中的大量設(shè)計(jì)、計(jì)算使它在理論上滿足了設(shè)計(jì)和工作的要求。關(guān)鍵字：專用機(jī)床；設(shè)計(jì)；過程；功能INTRODUCTIONThisthesismainlyelucidatesthebasicprocessandrequirementsthatdesignofthespecialpurposemachine.Combinationmachineisdesignedaccordingthefundamental,Specialpurposemachinetoolscommonlyusedmulti-spindle,multi-tool,process,surfaceortransferprocessingwayatthesametime.Itsproductionefficiencyseveraltimesormorehigherthanthegeneralmachinetoolsandiscommonlyusedinprocessingboxorspecialshapeparts.Whentheworkpiecesaregenerallynotrotate,thebytherotationofthetoolmovementandrelativefeedmovementofcuttingtoolandworkpiece,toimplementadrilling,reaming,counterboring,reaming,boring,millingplane,cylindricalinternalandexternalscrewthreadandcuttingprocessingandface,etc.Duetogmpartshavestandardizationandseriation,canbeflexiblyconfiguredaccordingtoneed,toshortendesignandmanufacturingcycle.Sospecialpurposemachinetoolhasboththeadvantagesoflowcostandhighefficiency,iswidelyusedinlarge,massproduction,andcanbeusedtoformautomaticproductionline.Themainpartincluding:FormulatingtechnologicalplanWe,velearnedthecharacteristicofthepartdesigned,accuracyandspecification,locatingandfixing,productivityandmachiningstructurebythepractice.Thenthetechnologicaloperationandworkordercanbedeterminedwhichcanbefinishedincombinationmachine.SpecialpurposemachineframedesignTodeterminestheinterrelationofthedifferentpartinthemachiningtool,selectgeneralpartsandtooloriented.Thencomputecutfeedandproductivityfinallydrawasketchmapofthemachine.SpecialpurposemachinepartsdesignIncludingheadstock、propertransmissionlayout、shaftandgearmovefreelywithoutinterferencewhichensurethestabilityandaccuracyduringtransmission,thendesigndedicatedselectbearingsandengineetc.(4)Hydraulicpressureequipmentdesignslipwayandlocatingandfixingdeviceareallcontrolledbyhydraulicpressure.Itadoptsmanyhydrauliccontrolvalves,whichensurethestability,circulationandaccuracy.Inaddition,thethesisdealswithamountofcomponentsdevicesandcalculations,including:Choiceofthemainshaftanddisposaloftransmission,bydoingsotoensuretheaccuracyofcomponentsmachininginprocesswhenthemainshaftrotating;Thedeviceandcheckofthetransmissionshaft,soitcanassuretherigidityoftheshaftisallowable;(3)Geardeviceandcalculations,checktheperformanceinthestrengthandrigidityofit;headstockisaveryimportantpartinthisthesis,thedesignofitherenotonlyensurestherationality、equipoiseandstabilityofthemotionoftheslipway,butalsosatisfiestherequirementsofdifferentworkenvironment.Somanydesignandcalculationsaboutitinthisthesissuggeststhissystemfullymeetstherequirementsindesignandworktheoretically.Keywords:spcialpurposemachine;design;process;function.加工曲軸法蘭底盤螺栓孔專用機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1.緒論在現(xiàn)代制造業(yè)加工中，加工的方法有多種，如鑄造，鍛軋，焊接，切削加工等各種特種加工。加工零件時(shí),有時(shí)候通用機(jī)床滿足不了要求,或者說是不能很好地滿足要求,通俗來說就是，有些特殊的零件，通用機(jī)床加工不了，但是有一些雖然能加工，但是精度或者粗糙度等等不能滿足要求。有些可以保證精度，但經(jīng)濟(jì)本錢高，效率低，這時(shí)候也要用到專用機(jī)床。這說明專用機(jī)床在一些專用零件的加工上站這很重要的地位的?？v觀機(jī)床的開展史，最原始的機(jī)床是在木料鉆孔的鉆床。當(dāng)加工對(duì)象有木料過渡到金屬時(shí)，逐漸出現(xiàn)了其他機(jī)床，車床、刨床等。到了18世界末，瓦特創(chuàng)造了蒸汽機(jī)，蒸汽機(jī)提供了新的巨大能源，出現(xiàn)了各種新型的機(jī)床。十九世紀(jì)末，出現(xiàn)了皮帶拖動(dòng)的機(jī)床。二十世紀(jì)以來，齒輪的出現(xiàn)，使得機(jī)床發(fā)生了根本性變革。隨著電氣，液壓等科技技術(shù)的出現(xiàn)在機(jī)床上，使得機(jī)床有了很迅速的開展，各種各樣的通用機(jī)床出現(xiàn)了。除此之外，更加專業(yè)化的各種各樣的專用機(jī)床出現(xiàn)了。由于專機(jī)的工藝、布局、機(jī)構(gòu)以及性能等都是針對(duì)特定的被加工零件設(shè)計(jì)的,因此易使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、自動(dòng)化和多刀加工,提高了生產(chǎn)率。專用機(jī)床一般采用多面、多刀、多工位、多軸等等同時(shí)加工，在很大程度上使得生產(chǎn)率提高，效率比通用機(jī)床好很多，而且加工出來的零件精度一般比通用機(jī)床的高。另外，一件件的通用部件組成了專用機(jī)床，絕大多數(shù)的通用組件已經(jīng)被系列化、標(biāo)準(zhǔn)化了，可根據(jù)需要靈活的組裝起來，能縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。因此，專用機(jī)床可以廣泛應(yīng)用在大批量的生產(chǎn)線中。同時(shí)機(jī)床還可以組成自動(dòng)生產(chǎn)線，使得工人的工作變得更輕松，效率更高。汽車制造業(yè)的逐步興起，專用機(jī)床隨之而開展起來了。由于有一些在專用機(jī)床的部件被重復(fù)使用，因此這些部件慢慢的開展成為通用部件，這些促使組合機(jī)床逐步開展了。在美國1911年時(shí)，制造出了世界上最早的專用機(jī)床的組合機(jī)床是，廣泛用于汽車零件的加工。初段時(shí)期，每個(gè)機(jī)床制造廠都有自己的通用部件的標(biāo)準(zhǔn)。為了讓戶使用、維修過程的方便，各個(gè)機(jī)械制造廠把通用部件的互換性提高了，美國通用汽車公司、美國福特汽車公司在1953年與美國機(jī)床制造廠進(jìn)行協(xié)商，從而使得組合機(jī)床得通用部件得以標(biāo)準(zhǔn)化原那么，即嚴(yán)格規(guī)定了各部件之間的聯(lián)系尺寸，但是沒有規(guī)定部件的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用領(lǐng)域中，尤其是在中國這樣的的制造業(yè)大國里，大多數(shù)機(jī)器零部件的制造都是用機(jī)床大批量完成的，組合機(jī)床在集成制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛了，而且能把生產(chǎn)力大大提高，因此研究與設(shè)計(jì)組合機(jī)床是具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。組合機(jī)床的組成是根據(jù)加工工件的需要，把根底的通用部件和少量專用部件加以組成的。換句話說，組合機(jī)床是就是通用部件和專用部件的有機(jī)結(jié)合。通用部件全部都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，可根據(jù)需要靈活的配置，從而縮短了設(shè)計(jì)和制造的周期，因此，專用機(jī)床不僅本錢低，而且效率高的，故可以應(yīng)用在大批、大量的生產(chǎn)中，并可以根據(jù)需要組成自動(dòng)生產(chǎn)線。所以，對(duì)專用機(jī)床的研究具有重要的意義。專用機(jī)床部件的分類和組合機(jī)床是相類似的。通用部件在其功能上可分為支承部件、動(dòng)力部件、控制部件、輔助部件和輸送部件等五類。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力滑頭、動(dòng)力箱和切削頭。支承部件是用于安裝動(dòng)力滑臺(tái)、輸送部件的通用部件，由中間底座、側(cè)底座、可調(diào)支架、支架、立柱底座和立柱等組成。輸送部件是用于輸送工件或者主軸箱到預(yù)定工位的部件，是由環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、往復(fù)移開工作臺(tái)和分度鼓輪等組成。輔助部件是附屬于動(dòng)力部件并且配合一起才起作用的部件，是由排屑、冷卻、氣動(dòng)、液壓等裝置組成的。2.設(shè)計(jì)任務(wù)任務(wù)的內(nèi)容與要求根據(jù)鉆曲軸法蘭底盤螺栓孔工序的原始數(shù)據(jù)，按照具體要求，參考零件圖,大量生產(chǎn)?！?〕.綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),搜集有關(guān)資料,獨(dú)立完成專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì),(擬定組合機(jī)床設(shè)計(jì)方案,確定切削用量和選擇刀具,繪制被加工零件工序圖,加工示意圖,機(jī)床聯(lián)系尺寸圖,填寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡,選通用部件和設(shè)計(jì)專用部件,繪制專用部件和專用夾具裝配圖及非標(biāo)零件圖等).〔3〕.設(shè)計(jì)方案和計(jì)算正確,表達(dá)合理,圖紙符合制圖標(biāo)準(zhǔn),翻譯一篇有關(guān)的外文資料,認(rèn)真寫好畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(約10000字).該課題主要按照可完成工序內(nèi)容進(jìn)行該組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要零件設(shè)計(jì)。具體有：1．?dāng)M定自動(dòng)化方案，確定總體布局；2．方案分析及方案設(shè)計(jì)；3．總體設(shè)計(jì)〔布局、主要參數(shù)、運(yùn)動(dòng)方案和原理、驅(qū)動(dòng)及控制方案等〕；4．機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)；5．主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.夾具的初步設(shè)計(jì)3.1夾緊裝置應(yīng)具備的根本要求(1)夾緊過程可靠，不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。(2)夾緊力的大小適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中其位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)小，又要使工件不會(huì)產(chǎn)生過大的夾緊變形。(3)操作簡單方便，省力，平安。(4)結(jié)構(gòu)性好，夾緊裝置的結(jié)構(gòu)力求簡單，緊湊，便于制造和維修。3.2夾緊力方向和作用點(diǎn)的選擇(1)夾緊力應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)。(2)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，并靠近支承元件的幾何中心。(3)夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力的大小。(4)夾緊力的方向和作用點(diǎn)應(yīng)施加于工件剛性較好的方向和部位。(5)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工件加工外表。為提高工件加工部位的剛性，防止或減少工件產(chǎn)生振動(dòng)，應(yīng)將夾緊力的作用點(diǎn)盡量靠近加工外表。(6)自由度的分析：1)工序定位裝置分析：a)為了保證螺栓孔與中心孔中心線C的同軸度要求及位置精度要求，那么應(yīng)限制元件的Z方向的移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)，和Y方向的移動(dòng)三個(gè)自由度；b〕為了保證主軸和連桿軸的同軸度要求，需要限制X方向的移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)，和Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)自由度。綜上所述，限制工件的六個(gè)自由度。2)定位元件限制自由度分析：a)用兩個(gè)V型塊定位限制工件的四個(gè)自由度即X的移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)動(dòng)，Y的移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)動(dòng)；b)用支承釘定位，通過支撐釘接觸限制Z轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度c)用支撐釘定位，通過支撐釘接觸限制Z移動(dòng)的自由度由此可知，選擇定位元件實(shí)現(xiàn)了平安定位。圖3-1夾緊簡圖4.專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)4.1確定切削用量以及選擇刀具4.1.1確定工序間的余量為了穩(wěn)定保證加工精度和加工的順利進(jìn)行，必須要合理地確定工序間余量。4.1.2選擇切削用量是否合理地選擇切削用量，會(huì)影響專用機(jī)床的生產(chǎn)率、加工精度、刀具耐用度、正常工作及機(jī)床的布局型式等。由于加工直徑d=14.45mm和d=13.75mm兩類孔，都在12-22范圍內(nèi)，加工工件硬度在197-250HBS硬度以內(nèi)，根據(jù)?組合設(shè)計(jì)機(jī)床?表3-7得，鉆頭的進(jìn)給量f=0.2mm/r,鉆頭速度，根據(jù)得，那么鉆速273r/min.4.1.3確定需要的切削力、切削扭矩、切削功率和刀具耐用度計(jì)算切削力、切屑扭矩、切屑功率的時(shí)候，孔的直徑大小有兩種，但由于兩種孔徑相差比擬少，在計(jì)算時(shí)候選擇加工直徑14.45的孔的刀具為計(jì)算直徑，對(duì)計(jì)算結(jié)果影響不大，還滿足要求。mm孔的選擇14m的刀具，13.75mm孔的選擇13.5mm刀具。根據(jù)?切屑用量簡明手冊(cè)?表2-32的公式：主切削力式中――決定于被加工材料和切削條件的系數(shù)d――刀具直徑――進(jìn)給量――總修正系數(shù)查?切屑用量簡明手冊(cè)?表2-32:查?切屑用量簡明手冊(cè)?表2-3的公式得：切削功率P==0.356kw根據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?式3-4得，鉆頭的耐用度為5.機(jī)床總體設(shè)計(jì)――三圖一卡5.1被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線完成的工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、外表粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部件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，而須在原零件圖根底上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖5-1曲軸工序圖5.2加工示意圖零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布局狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程以及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要部位。它是刀具、輔具、夾具、多軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。圖5-2加工示意圖5.3選擇刀具、對(duì)刀裝置5.3.1刀具選擇考慮到工件的材料工件加工尺寸精度外表粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素，采用直柄麻花鉆加工。專用機(jī)床上鉆孔，大多采用高速鋼鉆頭在結(jié)構(gòu)鋼上鉆，根據(jù)?機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程?表3－3得，選擇直徑為13.5mm和14mm的直柄短麻花鉆。鉆套高度和排屑間隙根據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表3-17得，鉆套高度與孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件外表形狀等因素有關(guān)。一般情況下孔距精度在±0.25mm或自由尺寸時(shí)，鉆套高度H=〔1.5-2〕d.鉆套底部與工件間的距離稱為俳屑間隙為h。h應(yīng)適中選取，h值可按以下選?。篽=(0.3-0.7)d;加工鋼時(shí)，h=〔0.7-1.5〕d.本次鉆套高度為30mm，排屑間隙為12mm。5.4初定主軸的類型、尺寸和外伸長度綜合考慮加工精度和具體工作條件，由于是用于與刀具連接的銑工序，主軸為剛性主軸。根據(jù)計(jì)算出來的切削扭矩M=12.48N.m，根據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表3-21、表3-19和表3-22得，選取得B=7.3,初步確定主軸直徑為：d≥B·=24.1mm選定主軸直徑為25mm，初定采用長主軸主軸直徑38/26，主軸外伸115mm。5.5確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及其工作行程動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指：加工的時(shí)侯動(dòng)力部件從原始的位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了的位置又返回到原始的位置的動(dòng)作過程。它一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等動(dòng)作的。〔1〕工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度與刀具切入長度和切出長度之和。切入長度根據(jù)工件端面誤差情況在5～10毫米之間選擇，取10毫米，切出長度在采用一般簡單刀具時(shí)，參照?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表3-24，鉆孔切出長度=1/3d+(3-8〕=10?！?〕快速退回長度等于快速引進(jìn)與工作進(jìn)給長度之和。快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置。在采用固定式夾具的專用機(jī)床上，快速退回行程長度須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而卻不影響工件裝卸，所以取液壓滑臺(tái)的長度為快速退回長度為400mm。圖5-2加工示意圖5.6機(jī)床聯(lián)系尺寸圖機(jī)床的聯(lián)系尺寸用來表示機(jī)床各個(gè)組成部件之間的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，用來檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及其尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合理；并進(jìn)一步開展多圖5-3機(jī)床尺寸聯(lián)系圖軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。如圖5-3所示。5.7動(dòng)力部件的選擇動(dòng)力部件是通用部件中最根本的部件。第一種動(dòng)力部件是傳遞切削主運(yùn)動(dòng)的部件，它包含了動(dòng)力箱、完成各種專能工藝的切削頭〔單軸頭〕，如銑削頭、鏜削頭、轉(zhuǎn)削頭、鏜孔車端面頭等等。第二種是傳遞進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，它包含了液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)等。第三種是轉(zhuǎn)塔動(dòng)力部件，它包含了多軸轉(zhuǎn)塔頭和單軸轉(zhuǎn)塔頭等。根據(jù)切削功率選擇機(jī)床電動(dòng)機(jī)時(shí)，還要考慮機(jī)床的傳動(dòng)效率，?金屬切削原理與刀具?公式4.1-4，電動(dòng)機(jī)功率根據(jù)查閱?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表2-15，選用1TD40型動(dòng)力箱，選用電動(dòng)機(jī)Y132S-6，功率N=3.0千瓦，動(dòng)力箱輸出轉(zhuǎn)速，動(dòng)力箱與動(dòng)力滑臺(tái)結(jié)合面尺寸：長500毫米，寬500毫米；動(dòng)力箱和多軸箱結(jié)合面之間的尺寸為：寬度為395毫米，高度為320毫米，動(dòng)力箱的輸出軸距箱底面高度為160毫米。為了節(jié)省時(shí)間和提高生產(chǎn)率，法蘭底盤六個(gè)孔同時(shí)加工，根據(jù)計(jì)算得出的切削力，算出軸向切削合力，出于與電機(jī)箱的配套關(guān)系，查閱?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表2－4，選用1HY40A－I型液壓滑臺(tái)。臺(tái)面寬400mm，臺(tái)面長800mm，行程長400mm，導(dǎo)軌采用“矩－矩〞的型式，滑臺(tái)和滑座總高度為320mm，滑座長度為1240mm，允許的最大進(jìn)給力為20000N，快速行程速度為8m/min，工進(jìn)速度為12.5～500mm/s。其相關(guān)參數(shù)如附表1：圖5-4液壓滑臺(tái)附表1〔mm)型號(hào)型式BB1B2B3LL1L2L3Hb1nmde1HY40IA4004009660.540080012407732035523M1640-120夾具輪廓尺寸確實(shí)定專用機(jī)床的夾具是保證零件順利加工和保證加工精度的重要專用部件。為了確定的夾具輪廓尺寸：主要是指夾具底座的長度、寬度和高度。這些尺寸確實(shí)定，除了首先要考慮工件輪廓尺寸、形狀、具體結(jié)構(gòu)外，還須考慮能夠布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)，而且還要考慮夾具底座和機(jī)床其他部件的連接、固定所需要的尺寸,夾具底座輪廓尺寸取1174X280X411。5.8機(jī)床裝料高度確實(shí)定裝料高度是指機(jī)床上夾具體的工件的定位基準(zhǔn)到地面之間的垂直距離。我國過去一直設(shè)計(jì)的組合機(jī)床一般取裝料高度為850mm。為提高通用部件及支承部件的剛度，新公布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度為1060mm，與國際標(biāo)準(zhǔn)〔ISO〕一致。本專用機(jī)床中，多軸箱的主軸高度110mm，液壓滑臺(tái)高度320mm，選取側(cè)底座高度560mm，夾具底座高度411mm，綜合以上因素，裝料高度取為1016mm。5.9多軸箱的輪廓尺寸根據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?這本書查的，標(biāo)準(zhǔn)通用的鉆削類多軸箱厚度有兩種規(guī)格的尺寸,臥式為325mm,立式為340mm,其中最重要的是要確定多軸箱的寬度B、高度H和最低主軸高度h1。多軸箱的寬度B,高度H的大小主要與被加工零件孔的位置分布有關(guān),可很據(jù)下式來確定:b――工件在寬度方向上兩個(gè)相距最遠(yuǎn)的孔的距離〔mm〕b1－－為最邊緣主軸中心距箱外壁的距離〔mm〕h――工件在高度方向上兩相距最遠(yuǎn)的孔的距離〔mm〕h1――最低的主軸高度〔mm〕式中h和b為。多軸箱里的齒輪排布必須要有足夠空間，否那么會(huì)干預(yù)，所以取b≥70～100mm。多軸箱最低主軸高度h1是與工件最低孔位置，滑臺(tái)滑座總高度，機(jī)床裝料的高度，側(cè)底座的高度，滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊的高度等尺寸之間的關(guān)系來確定的。由于本次選擇的是臥式機(jī)床，h1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=100mm，h=110，取b1=180mm，h1=170mm，算得B=450mm，H=460mm。根據(jù)算得的結(jié)果,參照?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表4－1，選取滑臺(tái)臺(tái)面寬度400mm相應(yīng)的多軸箱高500mm，寬500mm。如圖5-5所示。圖5-5多軸箱輪廓尺寸5.10機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡由于已經(jīng)選好了機(jī)床的循環(huán)所要求的切削用量、工作行程長度、動(dòng)力部件的快速和工進(jìn)速度等，這樣就可以算出機(jī)床的生產(chǎn)率，并可以編制生產(chǎn)計(jì)算卡，就可以把機(jī)床的加工過程、完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)載率等反映出來。如表5-1所示。實(shí)際生產(chǎn)率指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A〔包括備品和廢品率在內(nèi)〕所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。全年工時(shí)總數(shù)K和實(shí)際生產(chǎn)率直接關(guān)系，很據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，單班制時(shí)生產(chǎn)總數(shù)k取2350小時(shí)，兩班制生產(chǎn)總數(shù)K取4600小時(shí)?，F(xiàn)要求年生產(chǎn)綱領(lǐng)為40000件，那么指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。式中――生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間〔分〕，它可根據(jù)以下計(jì)算：式中、――是刀具第一進(jìn)給行程長度〔毫米〕；、--是刀具第二進(jìn)給行程長度(毫米)；――是刀具第一進(jìn)給量〔毫米〕；--第刀具二工作進(jìn)給量〔毫米〕；――是動(dòng)力滑臺(tái)停留在死擋鐵上的時(shí)間，一般是指加工到終點(diǎn)位置，即無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5-10r所需的時(shí)間〔分〕；――分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長度〔毫米〕；――動(dòng)力部件快速行程速度〔米/分〕；――是直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間,一般可取0.1min〔分〕；――工件裝、卸的時(shí)間，由以往經(jīng)驗(yàn)得,取0.5-1.5min。由以上分析取L1=L2=30mm,==0.2x273r/min=54.6r/min,=10x0.15/15=0.1min，,=8m/min=0，=0.844min計(jì)算得出機(jī)床負(fù)載率根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)得，機(jī)床比擬適宜的負(fù)荷率為，故該機(jī)床的切削用量和設(shè)計(jì)方案合理。表5-1機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡6.多軸箱設(shè)計(jì)6.1專用機(jī)床多軸箱的用途及分類多軸箱是連接刀具的局部并且是專用機(jī)床最為重要的組件之一，它的組成是通用組件。多軸箱顧名思義是由軸組成的，其結(jié)構(gòu)是根據(jù)被加工零件的加工要求和刀具的類型等相關(guān)來設(shè)計(jì)的，它所需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向是電動(dòng)機(jī)通過動(dòng)力箱傳遞的。多軸箱在其結(jié)構(gòu)的大小方向上分兩類；大型多軸箱和小型多軸箱。大型多軸箱分為兩種：通用〔亦稱標(biāo)準(zhǔn)〕多軸箱和專用多軸箱。專用多軸箱的是為了加工某種工件而專門設(shè)計(jì)的。6.2通用多軸箱的組成和通用部件通用多軸箱的根本組成和根本結(jié)構(gòu)如圖6-1所示： 圖6-1多軸箱根本結(jié)構(gòu)多軸箱的通用零件是構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)多軸箱的根底，主要由箱體，傳動(dòng)軸，主軸，軸套和齒輪構(gòu)成。6.3多軸箱的通用零件1〕箱體很據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?的經(jīng)驗(yàn)得。箱體用灰鑄鐵鑄造，材料的強(qiáng)度為HT200，前、后、側(cè)蓋的牌號(hào)為HT150-33，多軸箱箱體的形狀和尺寸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)GB36681—83選擇。通用多軸箱箱體厚度為180mm，用于臥式的多軸箱前蓋厚度為55mm，用于立式的多軸箱前蓋兼作油池，加厚為70mm，基型后蓋一般取厚度為90mm，另外的三種后蓋的厚度可根據(jù)實(shí)際多軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一些傳動(dòng)零件而選定，可取50mm、100mm和150mm三個(gè)的任意一個(gè)?！?〕選擇軸類零件根據(jù)這次設(shè)計(jì)的需要，主軸選擇鉆削主軸，而不采用攻絲主軸。鉆削主軸于軸承之間的配合可分為三種：A主軸的前支承后支承均為滾錐軸承;B主軸的前支承是由止推軸承和滾珠軸承組成，后支承是滾珠或滾錐軸承;C主軸的前支承和后支承均由止推軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承組成。很據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?的經(jīng)驗(yàn)得，滾針主軸的材料是：20Cr鋼，并進(jìn)行熱處理S0.5-C59，其他主軸的材料是：40Cr鋼，熱處理為C42。通用傳動(dòng)軸與軸承之間的配合大致可分為：1．滾針傳動(dòng)軸2．滾錐傳動(dòng)軸3．埋頭傳動(dòng)軸4．手柄軸5．油泵傳動(dòng)軸6．攻絲用蝸桿軸。通用的傳動(dòng)軸在其用途上可分為42種。普通傳動(dòng)軸共有39種，油泵傳動(dòng)軸一種，攻絲用蝸桿軸兩種。這里的通用傳動(dòng)軸材料一律為45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理T215?！?〕通用齒輪多軸箱用的通用齒輪，有傳動(dòng)齒輪，動(dòng)力頭齒輪和電機(jī)齒輪三種。三種齒輪的材料均為45號(hào)鋼，齒輪的熱處理為齒部進(jìn)行高頻淬火G54.6.4多軸箱結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算6.4.1繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡〞整理編繪出來的，其內(nèi)容包括多軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和條件。在繪制此圖時(shí)從“三圖一卡〞中可知：多軸箱輪廓尺寸500×500毫米。工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸。工件與多軸箱相對(duì)位置尺寸。圖6-2原始依據(jù)圖根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。見圖6-2和附表。附表：被加工零件名稱：曲軸法蘭材料：球墨鑄鐵硬度：HB197～2596.4.2主軸外伸尺寸及切削用量表6-1主軸的參數(shù)主軸直徑〔毫米〕主軸外伸尺寸D/d(毫米〕L=115(毫米〕V(米/分〕n(轉(zhuǎn)/分〕f(毫米/轉(zhuǎn)〕2538/264.4100動(dòng)力部件1TD40-Y132S-6型動(dòng)力箱功率3.0千瓦，動(dòng)力箱輸出到驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為480r/min，驅(qū)動(dòng)軸到滑臺(tái)外表的垂直距離為160mm。6.4.4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，而且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，由于本工序進(jìn)行的是鉆螺栓孔，主軸的軸向切削力較大，采用推力球軸承承受軸向力，而用角接觸球軸承承受徑向力。由于鉆螺栓孔時(shí)有單向的軸向力產(chǎn)生，所以要主軸前端安裝一對(duì)推力球軸承。計(jì)算多軸箱的動(dòng)力計(jì)算多軸箱的動(dòng)力時(shí)，要同時(shí)計(jì)算進(jìn)給力和多軸箱所需的功率。多軸箱所需的功率，應(yīng)等于切削功率，空載消耗功率及與負(fù)載成正比的附加功率之和，即：式中：——多軸箱總功率；——各主軸切削功率的總和；——各軸空載消耗功率的總和；——各軸附加功率的總和。式中可根據(jù)各主軸的切削用量查?組合機(jī)床切削力及功率計(jì)算圖?得到。可查?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表4—4，與負(fù)載成正比的附加功率，一般取所傳遞功率的1%。和的計(jì)算都需在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)確定以后才能進(jìn)行。傳動(dòng)系統(tǒng)確定前可按下式初步估算多軸箱所需的功率式中：——主軸切削功率的總和；——組合機(jī)床多軸箱傳動(dòng)效率。=0.8-0.9，本次設(shè)計(jì)的多軸箱需同時(shí)鉆法蘭底盤六個(gè)孔，需要6跟主軸，由于主軸越多值取越小，故取=0.8。切削功率為：kw6.5主軸分布類型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算6.5.1主軸分布類型由于同時(shí)加工六個(gè)孔，加工的六個(gè)孔在同一圓周上，可以用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)6根主軸進(jìn)行加工，所以本次設(shè)計(jì)的多軸箱有6根圓周分布的主軸。6.5.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，就是動(dòng)力箱輸出軸〔亦稱多軸箱驅(qū)動(dòng)軸〕通過一定的傳動(dòng)鏈把的轉(zhuǎn)速和動(dòng)力按已設(shè)好的需要分配到各個(gè)主軸。設(shè)計(jì)的多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，會(huì)影響多軸箱的工作質(zhì)量，通用化程度，還會(huì)影響設(shè)計(jì)本錢等等。1.傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，為了保證主軸能夠正常的狀態(tài)下工作，而且還要保持足夠的強(qiáng)度、剛度和轉(zhuǎn)速等，為了經(jīng)濟(jì)效益和提高效率等，傳動(dòng)件，如主軸、傳動(dòng)軸、齒輪等的能省那么省，因此，要注意一下幾點(diǎn)：〔1〕中間傳動(dòng)軸的數(shù)量能省那么省，最好的是：一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸同時(shí)加工。這樣既能減輕主軸的負(fù)擔(dān)，又能節(jié)省材料，提高經(jīng)濟(jì)效益。〔2〕為了齒輪傳動(dòng)更加緊湊，的齒輪傳動(dòng)副的最正確傳動(dòng)比要設(shè)在1～1.5左右，在多軸箱后蓋內(nèi)的第Ⅳ排齒輪傳動(dòng)副，根據(jù)實(shí)際情況，可取大些的傳動(dòng)比，最好不超過3～3.5?！?〕轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩成反比，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，一般用逐步降速來傳動(dòng)；反之，可先升速再降速再降速。總之，就要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)?！?〕粗加工時(shí)，切削力相比照擬大，為了減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形，軸上的齒輪應(yīng)該設(shè)計(jì)靠近前支承除此之外，還是要合理的設(shè)計(jì)分配各主軸，傳動(dòng)軸的數(shù)量盡量少；采用粗加工和精加工合一的多軸箱，要分開粗、精傳動(dòng)路線。2.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法軸圍繞圓周分布，用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)6根主軸確定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及其在多軸箱上的位置。驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向方向可以任意選擇；驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速由動(dòng)力箱型號(hào)定為480r/min。其水平方向位置為距主軸地面160mm，垂直方向在動(dòng)力箱的中線上。用最少數(shù)量的齒輪和中間傳動(dòng)軸把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來。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400~500mm；油泵為葉片泵，油泵轉(zhuǎn)速在400~800r/min。3.擬定多軸箱傳動(dòng)方案由于采用6主軸，主軸轉(zhuǎn)速均為273r/min，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為480r/min，由圖6-3可算出驅(qū)動(dòng)軸到主軸1〔或2〕的總傳動(dòng)比，由于驅(qū)動(dòng)軸到主軸的總傳動(dòng)比為，傳動(dòng)比不符合合理范圍內(nèi)，考慮到主軸是圍繞著一個(gè)尺寸比擬小的圓分布的，應(yīng)在驅(qū)動(dòng)軸與主軸之間增加一中間傳動(dòng)軸，如以下圖：圖6-3多軸箱軸的安排4.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)軸8與中間傳動(dòng)軸7要降速傳動(dòng)比，傳動(dòng)軸7與主軸要升速傳動(dòng)比=1.51。由于是6根主軸，主軸規(guī)格相同，軸上傳動(dòng)齒輪規(guī)格也相同。5.傳動(dòng)軸直徑確實(shí)定傳動(dòng)軸要滿足強(qiáng)度和剛度的要求。強(qiáng)度是表示：在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度是表示：軸在載荷下發(fā)生的變形。所以，為了保證精度，要校核軸的剛度。傳動(dòng)軸7的扭矩為：根據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表3-19公式，傳動(dòng)軸B=5.2，所以d≥B·=31.9mm，由于降速比為2.67，所以取相對(duì)大傳動(dòng)軸直徑為40mm。6.確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)各齒輪的轉(zhuǎn)速：驅(qū)動(dòng)軸8與傳動(dòng)軸7的傳動(dòng)比為i=1/2.67，傳動(dòng)軸7與6根主軸的傳動(dòng)比i=1.52由于驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪齒數(shù)有一定限制〔〕，通過查?金屬切削機(jī)床?表7-21，，傳動(dòng)軸7與主軸要升速傳動(dòng)比=1.51得，主軸齒數(shù)為23.根據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?§4-2公式式中N－－齒輪傳遞功率〔千瓦〕Z――一對(duì)齒輪中小齒輪的齒數(shù)n――小齒輪的轉(zhuǎn)速〔轉(zhuǎn)/分〕驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸7的齒輪組：，取模數(shù)為3兩軸中心距：mmmm傳動(dòng)軸7與主軸傳動(dòng)時(shí)，，模數(shù)m取2，傳動(dòng)軸7與傳動(dòng)軸8的傳動(dòng)比i=1.52，設(shè)齒數(shù)和為58，兩軸中心距A=mm.驅(qū)動(dòng)軸與油泵傳動(dòng)軸的傳動(dòng)：多軸箱工作時(shí),要求齒輪工作時(shí)不能攪起油池底的沉積物,齒輪頂圓到油池底的距離大于30～50mm,對(duì)于圓柱齒輪傳動(dòng),圓柱齒輪浸入油中至少應(yīng)有一個(gè)齒高,且不得小于10mm。驅(qū)動(dòng)軸與油泵傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)比依照中心距A=64mm,模數(shù)m=3，驅(qū)動(dòng)軸齒輪齒數(shù)，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速根據(jù)，得出，根據(jù)傳動(dòng)比,計(jì)算出，查?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表4-2得，油泵傳動(dòng)軸直徑d=20mm7.齒寬確實(shí)定?機(jī)械設(shè)計(jì)?齒輪寬度計(jì)算公式計(jì)算后再做適當(dāng)圓整，為了齒輪配合工作時(shí)不會(huì)因?yàn)檠b配產(chǎn)生的軸向位錯(cuò)而減少嚙合齒寬，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得，一般小齒輪的齒寬要人為的加寬5至10厘米。其中圓柱齒輪的齒寬系數(shù)查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-7有：驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸的傳動(dòng)：，圓整后取=25mm,=30mm。傳動(dòng)軸與主軸的傳動(dòng)：，圓整后取=20mm,=25mm。油泵齒輪：，圓整后取B=24mm。6.6強(qiáng)度校核6.6.1主軸的強(qiáng)度校核軸的計(jì)算方法主要有三種方法：扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算，按扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算。a.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件驗(yàn)算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算只需要知道轉(zhuǎn)矩大小，方法簡便。它主要用于以下情況：1〕傳遞轉(zhuǎn)矩或以轉(zhuǎn)矩為主的傳動(dòng)軸;2〕初步估算軸徑以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查?材料力學(xué)I?式3.11得，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?公式3-11得， ,其中為齒輪的傳動(dòng)效率，為一對(duì)軸承的效率。 查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表15-3得到＝25～45MPa，，所以強(qiáng)度符合要求b.按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算彎扭合成強(qiáng)度條件為：=≤[-1]式中：——軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為MPaM——軸所受的彎矩，單位為N﹒mmT——軸所受的扭矩，單位為N﹒mmW——軸的抗彎截面系數(shù)，單位為[-1]——對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，單位為N﹒mm。受力分析：齒輪圓周力齒輪徑向力Fr=tan=840×tan20°＝306N水平面內(nèi)的支反力===(840+306)/2=573N垂直面內(nèi)的支反力，N﹒mmN﹒mmN﹒mmN﹒mm根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)?表15-1查得[-1]＝60MPa=43.5MPa≤[]=60MpPa[]，所以強(qiáng)度符合要求。c.按扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為≤[]/m=5.73×10/m式中T--軸所受的扭距N.mmG--軸的材料的剪切彈性模量，對(duì)于鋼材G=8.1×104MpaIp--軸截面的極慣性矩,對(duì)于圓軸Ip=d/32本設(shè)計(jì)中，對(duì)于主軸，=1/2=0.5/m，對(duì)于傳動(dòng)軸，=1/m所以主軸滿足設(shè)計(jì)要求。圖6-4分析圖6.6.2齒輪的強(qiáng)度校核A.計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:齒輪傳動(dòng)時(shí)齒根所受的彎矩最大，因此齒輪齒根為危險(xiǎn)面。由?機(jī)械設(shè)計(jì)?第十章“齒輪傳動(dòng)〞齒輪危險(xiǎn)面的彎曲強(qiáng)度條件式有==[F]式中Y為載荷作用于齒輪頂時(shí)應(yīng)力校正系數(shù)b為齒輪寬度,m為齒輪模數(shù)K為齒輪強(qiáng)度載荷系數(shù)，K=KKKK，各參數(shù)均可查表獲得.K為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為齒輪所受的圓周力：=2000T/D=2000×9549式中：T——為轉(zhuǎn)距N·m,1)校核第一對(duì)齒輪由上式計(jì)算可得：=2000×9549×2.36/〔560×54〕＝1164.16N因?yàn)榈谝粚?duì)齒輪小齒輪齒數(shù)18,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-5可得外齒輪齒形系數(shù)Y=2.91，外齒輪修正系數(shù)Y=1.53,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-7得Φd=0.5，b=Φd×d=27==112.5MP查?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-20可查得[]Y=450MP所以＜[F]故齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求。2)校核第二對(duì)齒輪第二對(duì)齒輪小齒輪齒數(shù)為z=21,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-5可得Y=2.76,Y=1.56同理得F=1489N=101.8MPa＜[F]故齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求。校核第三對(duì)齒輪第三隊(duì)齒輪小齒輪齒數(shù)z=23,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-5得，Y=2.66,Y=1.54=＜[F]，故齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求。b.齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算:齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度可由下式校核式中：是彈性影響系數(shù)，單位為，查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-6,=188.0K為載荷系數(shù)，K=KKKK=1.0×1.3×1.1×1.05=1.5Ft為齒輪所受的圓周力：Ft=2000T/D=2000×9549u為大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，；b為齒輪設(shè)計(jì)工作寬度，b=Φ×；為小齒輪的分度圓直徑。4)校核驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸齒輪這對(duì)齒輪的小齒輪為驅(qū)動(dòng)軸齒輪，其直徑=3×21=63mm,b=Φd×=31.5mm,(查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-7得Φd=0.5)Ft=2000×9549×2.36/〔480×3×21〕=1490.5N=560MPa查?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-21可查得=580MP故＜，所以齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求。5)校核傳動(dòng)軸7與主軸齒輪這對(duì)齒輪的小齒輪為主軸，其直徑=46,b=Φd×=23mm,=2000×9549×0.36/〔273×46〕＝457N得σH=333.1MPa故H＜，所以齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求。6)校核傳動(dòng)軸7軸與傳動(dòng)軸8這對(duì)齒輪的小齒輪亦為油泵軸齒輪，其直徑=66,b=Φd×=33Ft=2000×9549×0.825/〔141×66〕＝1693.1N得σH=416.6MPa故H＜，所以齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求。〔3〕軸承的校驗(yàn)由于主軸承受很大的軸向力，故設(shè)計(jì)采用一推力球軸承置于主軸前支承處，主軸承受軸向的切削力1417N。軸承的根本額定動(dòng)載荷計(jì)算如下：其中各參數(shù)：P當(dāng)量動(dòng)載荷,P=XFr＋YFan軸承轉(zhuǎn)速，即主軸轉(zhuǎn)速，故n=273r/minLn＇預(yù)期計(jì)算壽命，查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表13-3可得,根據(jù)本次的設(shè)計(jì)任務(wù)取h.指數(shù)，對(duì)于球軸承，=3;對(duì)于滾子軸承，=10/3.對(duì)于只承受純軸向載荷Fa的推力球軸承，有P=Fa,但在實(shí)際中，許多支承還會(huì)出現(xiàn)如沖擊力、不平衡作用力、慣性力等的附加載荷.為此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)乘上一個(gè)載荷系數(shù)fP,所以P=FafP,fP可由表13-6查得fp=1.2～1.8,取fp=1.5,故P=FafP=1417×1.5=2125.5N得此外，主軸還受一定的徑向載荷，根據(jù)前面算出的切削徑向力為1088N。本設(shè)計(jì)采用一對(duì)角接觸球軸承承受徑向載荷和少量的軸向載荷，根據(jù)其設(shè)置位置,主軸刀具到前端軸承距離為535mm，前端軸承到后端軸承距離為125mm，那么根據(jù)扭距關(guān)系前端軸承的載荷后端軸承載荷為查?機(jī)械零件手冊(cè)?，根據(jù)其軸徑選用代號(hào)為7205的角接觸球軸承。6.7多軸箱的坐標(biāo)計(jì)算計(jì)算多軸箱坐標(biāo)，由于已經(jīng)知道驅(qū)動(dòng)軸的位置還有驅(qū)動(dòng)軸和傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸于主軸的齒輪配合配合關(guān)系,根據(jù)公式就可以算出各軸之間的距離，然后就可以完整的標(biāo)注出軸、孔以及齒輪的位置了，最后繪制坐標(biāo)檢查圖,然后全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)。如以下圖6-5所示。圖6-5多軸箱坐標(biāo)圖由于設(shè)計(jì)多軸箱的2根主軸位于同一水平線上，因此根據(jù)坐標(biāo)對(duì)稱，可算主軸的坐標(biāo)以及其他傳動(dòng)軸的坐標(biāo)油泵軸9X=191.5