Z3040機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)解析

#目錄一.概述 搖臂鉆床簡(jiǎn)介 搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)形式 搖臂鉆床安全操作規(guī)程 型搖臂鉆床總體結(jié)構(gòu)圖及使用要求 搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)功能原理圖及傳動(dòng)原理圖 搖臂鉆床適用范圍及主要技術(shù)參數(shù) 二課程設(shè)計(jì)的目的 三課程設(shè)計(jì)題目，主要設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)要求 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) 技術(shù)要求 四.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)………………10運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 按典型工序，最高最低轉(zhuǎn)速的確定 10根據(jù)、 、 、等值，初步確定鉆削速度范圍 計(jì)算主切削力、切削功率和初步估計(jì)電機(jī)功率 11轉(zhuǎn)速范圍 轉(zhuǎn)速數(shù)列 定傳動(dòng)組數(shù) 寫(xiě)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式，畫(huà)結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)速圖 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 齒輪模數(shù)初步估算 模數(shù)計(jì)算 齒輪齒數(shù)的確定 基本組齒輪計(jì)算 齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 主軸轉(zhuǎn)速誤差 五動(dòng)力計(jì)算 計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算 擴(kuò)大組齒輪計(jì)算 傳動(dòng)軸最小軸徑的確定 六主要零部件的選擇 擺動(dòng)式操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的選擇 七校核 組軸組件剛度的驗(yàn)算 主軸彎曲剛度的驗(yàn)算 主軸扭轉(zhuǎn)度的驗(yàn)算 II軸組件的剛度驗(yàn)算 II軸剛度校核 II軸扭轉(zhuǎn)的校核 軸承壽命校核 .結(jié)論與致謝 .參考文獻(xiàn) 36．概述搖臂鉆床簡(jiǎn)介搖臂鉆床,也可以稱(chēng)為橫臂鉆。主軸箱可在搖臂上左右移動(dòng)，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)±180º；的鉆床（見(jiàn)圖）。搖臂還可沿外柱上下升降，以適應(yīng)加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺(tái)上，較大的工件可直接放在機(jī)床底座或地面上。搖臂鉆床廣泛應(yīng)用于單件和中小批生產(chǎn)中，加工體積和重量較大的工件的孔。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來(lái)鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。搖臂鉆床的主要變型有滑座式和萬(wàn)向式兩種?；綋u臂鉆床是將基型搖臂鉆床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)，以擴(kuò)大加工范圍，適用于鍋爐、橋梁、機(jī)車(chē)車(chē)輛和造船，機(jī)械加工，等行業(yè)。萬(wàn)向搖臂鉆床的搖臂除可作垂直和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，并可作水平移動(dòng)，主軸箱可在搖臂上作傾斜調(diào)整，以適應(yīng)工件各部位的加工。此外，還有車(chē)式、壁式和數(shù)字控制搖臂鉆床搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。內(nèi)立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360度。搖臂的一端為套筒，它套裝在外立柱做上下移動(dòng)。由于絲桿與外立柱連成一體，而升降螺母固定在搖臂上，因此搖臂不能繞外立柱轉(zhuǎn)動(dòng)，只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)、機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過(guò)手輪操作，使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。液壓搖臂鉆主要特點(diǎn)：1．采用液壓預(yù)選變速機(jī)構(gòu)，可節(jié)省輔助時(shí)間2．主軸正反轉(zhuǎn)、停車(chē)（制動(dòng)）、變速、空擋等動(dòng)作，用一個(gè)手柄控制，操縱輕便3．主軸箱、搖臂、內(nèi)外柱采用液壓驅(qū)動(dòng)的菱形塊夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊可靠4．搖臂上導(dǎo)軌、主軸套筒及內(nèi)外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進(jìn)行淬火處理，可延長(zhǎng)使用壽命5．主軸箱的移動(dòng)除手動(dòng)外，還能機(jī)動(dòng)6．有完善的安全保護(hù)裝置和外柱防護(hù)及自動(dòng)潤(rùn)滑裝置運(yùn)動(dòng)形式當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時(shí)，鉆頭一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動(dòng)形式為：（1）搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為主軸的縱向進(jìn)給（3）輔助運(yùn)動(dòng)有：搖臂沿外立柱垂直移動(dòng)，主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的移動(dòng)，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)機(jī)床得主傳動(dòng)變速系統(tǒng)時(shí)首先利用傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法求出理想解和多個(gè)合理解。根據(jù)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性要求，分析了機(jī)電關(guān)聯(lián)分級(jí)調(diào)速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法。從主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)入手，確定最佳機(jī)床主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性匹配方案，計(jì)算和校核相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。本說(shuō)明書(shū)著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以變速箱展開(kāi)圖的總中心距最小為目標(biāo)，擬定變速系統(tǒng)的變速方案，以獲得最優(yōu)方案以及較高的設(shè)計(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是試算，湊算法，計(jì)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。1.搖4臂鉆床安全操作規(guī)程1．工作前對(duì)所用鉆床和工卡量進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無(wú)誤時(shí)方可工作。2．嚴(yán)禁戴手套操作，女生發(fā)辮應(yīng)挽在帽子內(nèi)。．3工件裝夾必須牢固可靠。鉆小件時(shí)，應(yīng)用工具夾持，不準(zhǔn)用手拿著鉆。4．使用自動(dòng)走刀時(shí)，要選好進(jìn)給速度，調(diào)整好行程限位塊。手動(dòng)進(jìn)刀時(shí)，一般按照逐漸增壓和逐漸減壓原則進(jìn)行，以免用必過(guò)猛造成事故。5.調(diào)整鉆床速度、行程、裝夾工具和工件時(shí)，以及擦試機(jī)床時(shí)，要停車(chē)進(jìn)行。6．鉆頭上繞有長(zhǎng)鐵屑時(shí)，要停車(chē)清除。禁止用風(fēng)吹、用手拉，要用刷子或鐵鉤清除。7．精鉸深孔時(shí)，拔取圓器和銷(xiāo)棒，不可用力過(guò)猛，以免手撞在刀具上。8．不準(zhǔn)在旋轉(zhuǎn)的刀具下，翻轉(zhuǎn)、卡壓或測(cè)量工件。手不準(zhǔn)觸摸旋轉(zhuǎn)的刀具。9．使用搖臂鉆時(shí)，橫臂回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不準(zhǔn)有障礙物。工作前，橫臂必須卡緊。1．0橫臂和工作臺(tái)上不準(zhǔn)存放物件，被加工件必須按規(guī)定卡緊，以防工件移位造成重大人身傷害事故和設(shè)備事故。1．1工作結(jié)束時(shí)，將橫臂降到最低位置，主軸箱靠近立柱，并且都要卡緊。

型搖臂鉆床總體結(jié)構(gòu)圖及使用要求本文設(shè)計(jì)的是 型搖臂鉆床的變速箱， 搖臂鉆床總體結(jié)構(gòu)圖等及注意要求如下：一 搖臂鉆床在使用過(guò)程中，應(yīng)按說(shuō)明說(shuō)的各項(xiàng)規(guī)定進(jìn)行潤(rùn)滑，濾油網(wǎng)要定期清洗，保持油液的清潔。搖臂鉆床搖臂和立柱的導(dǎo)軌應(yīng)經(jīng)常保持清潔，要經(jīng)常注油，保持有油，以免研傷。搖臂鉆床要保持工作臺(tái)、底座上的清潔，及時(shí)將鐵屑清理干凈，清理鐵屑時(shí)勿用手直接抓取，以免傷手。四、冷卻液每月要更換一次，保持清潔，冷卻液中沉淀在冷卻箱入口處的鐵屑等雜志每天都要處理。

五、 搖臂鉆床主軸錐孔在裝入刀具前擦拭干凈。六、電器設(shè)備的保養(yǎng)：電器設(shè)備必須保持清潔，為此，必須定期清除灰塵、贓物和油垢等，灰塵的清除可用壓縮空氣吹除。線圈不許用煤油、汽油等清洗。電動(dòng)機(jī)每用一年，要檢查和清理軸承，檢查換油至少每年一次。電機(jī)軸承用含動(dòng)物油鈣皂及礦物油的潤(rùn)滑脂。所有觸頭應(yīng)仔細(xì)清除其上的污物，磨損觸頭的必須更換新件，不允許接觸器上有油，燒損或氧化的接觸點(diǎn)，應(yīng)用細(xì)銼刀輕輕恢復(fù)搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)功能原理圖及傳動(dòng)原理圖豳鉆麻潮舜源理?

豳鉆麻潮舜源理?搖臂鉆床鉆削加工的傳動(dòng)原理?yè)u臂鉆床適用范圍及主要技術(shù)參數(shù)該機(jī)床適用于加工中、小型零件。它可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和攻螺紋等工作。裝置其他工藝裝備時(shí)，還可以進(jìn)行鏜孔。該機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量變換時(shí)采用液壓預(yù)選變速機(jī)構(gòu)；主軸箱、搖臂、內(nèi)外立柱夾緊是采用液壓-菱形塊夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊力大，夾緊前后主軸偏心量小；搖臂升降有保險(xiǎn)螺母和電器保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，進(jìn)給有鋼珠安全離合器等保護(hù)裝置。主要技術(shù)參數(shù)毫米毫米毫米毫米毫米毫米毫米毫米主軸中心線到立柱母線距離主軸箱水平移動(dòng)距離主軸端面到底座面間距離搖臂升降距離搖臂升降速度搖臂回轉(zhuǎn)角度主軸前端孔錐度主軸轉(zhuǎn)速范圍（16級(jí)）進(jìn)給量范圍（16級(jí)）主軸行程刻度盤(pán)每轉(zhuǎn)鉆孔深度主軸允許最大扭矩主軸允許最大進(jìn)給抗力主電機(jī)功率轉(zhuǎn)速搖臂升降電機(jī)功率轉(zhuǎn)速液壓系統(tǒng)用電機(jī)功率轉(zhuǎn)速冷卻泵電機(jī)功率轉(zhuǎn)速機(jī)床重量機(jī)床外形尺寸米/分度莫氏4號(hào)轉(zhuǎn)/分毫米/轉(zhuǎn)毫米毫米公斤力*米公斤力千瓦轉(zhuǎn)/分千瓦轉(zhuǎn)/分千瓦轉(zhuǎn)/分千瓦轉(zhuǎn)/分公斤毫米二．課程設(shè)計(jì)目的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其它先行課程之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，即進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。是我校機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化品牌專(zhuān)業(yè)高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的有關(guān)理論知識(shí)，及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐技能，達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過(guò)典型機(jī)械系統(tǒng)如通用機(jī)床的主軸變速傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)、或者是通過(guò)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的選型與設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，和數(shù)字控制等先進(jìn)制造技術(shù)，以及設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)等技術(shù)文件編寫(xiě)等方面的基本技能和實(shí)際運(yùn)用能力得到比較系統(tǒng)的訓(xùn)練。通過(guò)設(shè)計(jì)，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過(guò)設(shè)計(jì)，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件。三．課程設(shè)計(jì)題目，主要設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)要求3.1課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)題目：搖臂鉆床主軸變速箱設(shè)計(jì)主參數(shù)：最大鉆削直徑 刀具材料：高速鋼或硬質(zhì)合金，工件材料：鋼或鑄技術(shù)參數(shù)： ； ； 級(jí)；公比為（混合公比為 ）；電動(dòng)機(jī)功率 3電機(jī)轉(zhuǎn)速為滿足使用性能要求，可采用混合公比，求出的各級(jí)轉(zhuǎn)速有：2技術(shù)要求.利用電動(dòng)機(jī)完成換向和制動(dòng)。.各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。.進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

四．運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定.按1典型工序，最高最低轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)搖臂鉆床某些特征，采用高速鋼刀具鉆削的 一般為經(jīng)濟(jì)加工最大、最小直徑對(duì)于通用機(jī)床，一般取:經(jīng)濟(jì)加工最大、最小直徑對(duì)于通用機(jī)床，一般取:式中：dmaXxD=,KRd=dmax/dmin一床身上能加工的最大直徑（單位：）一系數(shù)，根據(jù)其對(duì)現(xiàn)有同類(lèi)機(jī)床使用情況的調(diào)查確定（搖臂鉆一計(jì)算直徑范圍XxD=iXn)0X.0取X1X1n式中：dmaXxD=,KRd=dmax/dmin一床身上能加工的最大直徑（單位：）一系數(shù)，根據(jù)其對(duì)現(xiàn)有同類(lèi)機(jī)床使用情況的調(diào)查確定（搖臂鉆一計(jì)算直徑范圍XxD=iXn)0X.0取X1X1n/XmX1nnX/n/0XmNmaxNmin由于設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速范圍為比計(jì)算出的由于設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速范圍為比計(jì)算出的范圍大，滿足要求4.1.根范圍大，滿足要求4.1.根2據(jù)等值，初步確定鉆削速度范圍即：naXxiXn0X0X0ncXmXa=n0X00X=XcXaX00X即：naXxiXn0X0X0ncXmXa=n0X00X=XcXaX00X故要使機(jī)床傳遞全部功率，料（鋼或鑄鐵）、刀具材料大于（高速鋼）即可，又根據(jù)加工材查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)得：.計(jì)3算主切削力、切削功率和初步估計(jì)電機(jī)功率根據(jù)鉆削力的實(shí)驗(yàn)公式：進(jìn)給力： 義義義TOC\o"1-5"\h\z扭矩： XXX一般估計(jì)時(shí)，可取。為1取最大值刀具材料：高速鋼；加工材料：鋼。查手冊(cè)得： ， ，進(jìn)給力：XXXXXX主切削力： F扭矩：XXX 3XX ?故切削功率為： - -根據(jù)《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》知,切削功率只消耗在切削工件上，但機(jī)床功率必須大于切削功率。因?yàn)殡姍C(jī)功率除了提供切削用的動(dòng)力外，動(dòng)力還要消耗在軸承導(dǎo)軌和齒輪等摩擦上，因此，切削功率只能占電動(dòng)機(jī)功率的70%~，8即50%.7~0，.這8個(gè)5數(shù)字稱(chēng)為效率。所以說(shuō)，切削功率應(yīng)該比電動(dòng)機(jī)功率小，否則就會(huì)超載故電電機(jī)的額定功率計(jì)算電機(jī)功率：根據(jù)傳動(dòng)副效率表：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率三角皮帶滾動(dòng)軸承圓柱齒輪（磨齒）滑動(dòng)軸承圓柱齒輪（未磨齒）n總n軸承Xn齒輪9實(shí)際計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：切n總選電機(jī)功率為轉(zhuǎn)4速范圍n=maxNmin4.1.轉(zhuǎn)5速數(shù)列首先找到/首先采用混合公比 5然后每隔個(gè)數(shù)取一個(gè)值（ ）.得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為、63r/、m8i0nr/、m1i0n0r、/1m2i5nr/、1m6i0nr、/2m0i0nr、/2m5i0nr、320r、/4m0i0nr/、5m0i0nr/、6m3i0nr/、8m0i0nr/、1m2i5n0r、/2m0i0n0r共16級(jí)。4.1.定6傳動(dòng)組數(shù)對(duì)于 可分解為： XXX84.1寫(xiě).傳7動(dòng)結(jié)構(gòu)式,畫(huà)結(jié)構(gòu)圖根據(jù)“前多后少”,“先降后升”,“前密后疏”,“結(jié)構(gòu)緊湊”的原則選取傳動(dòng)方案XXX 易知第三擴(kuò)大組的變速范圍 =3滿足要求，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖結(jié)構(gòu)網(wǎng)XXX.畫(huà)8轉(zhuǎn)速圖根據(jù)轉(zhuǎn)速主軸最大轉(zhuǎn)速為 確定電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為/分配各傳動(dòng)比，轉(zhuǎn)速圖如下圖基本組：25，第一擴(kuò)大組：第二擴(kuò)大組：第三擴(kuò)大組：所以滿足直齒圓柱齒輪極限傳動(dòng)比要求4.1.畫(huà)主9傳動(dòng)系統(tǒng)圖根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫(huà)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖：主傳動(dòng)系統(tǒng)圖齒2輪模數(shù)初步估算4.2模.數(shù)1計(jì)算一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即 38±1" 可得3Wz2u[a]2nm1jj各組的模數(shù)式中 一一按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)（）;jN——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（）；dn——被計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ ）；j

u——大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，外嚙合取“+”，內(nèi)嚙合取“-”；z——小齒輪的齒數(shù)（齒）；1齒寬系數(shù)，3二B齒寬系數(shù)，3二Bmm[o.]——材料的許用接觸應(yīng)力為齒寬，為模數(shù)），3=4?10;m（MPa）。mj=16338:儲(chǔ)土1口 (L26士1辰3mj=16338=163383=2.531血u[ojfn 38X392X1.26x189.82x500,'m得：基本組的模數(shù)以同樣的方法計(jì)算其它幾組的模數(shù)，如下：第一擴(kuò)大組的模數(shù)第二擴(kuò)大組第三擴(kuò)大組.齒2輪齒數(shù)的確定根據(jù)搖臂鉆床的某些特征，傳動(dòng)中軸2采用特殊齒輪機(jī)構(gòu)，所以模數(shù)不一樣；據(jù)設(shè)計(jì)要求 i齒數(shù)和z?，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù)：所以確定 ，得到 ‘ ‘同上分別計(jì)算其它齒輪齒數(shù)，除軸2查資料得出來(lái)，得到的各齒輪齒數(shù)如下表：傳動(dòng)比第一擴(kuò)大組基本組*：代號(hào)’’’4

齒數(shù)傳動(dòng)比第二擴(kuò)大組第三擴(kuò)大組*:*:*:*:代號(hào)’’’8齒數(shù)基3本組齒輪計(jì)算。根據(jù)公式：分度圓直徑d=mz齒頂高 ha=ha*齒根高 hf=(ha全齒高 h=ha+h頂隙 nc=c*m齒頂圓直徑齒根圓直徑其中得基本組齒輪尺寸如下表齒輪齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬

4齒輪模數(shù)的確定齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行估算模數(shù)m和m，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳HF動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過(guò)?種模數(shù)。先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查手冊(cè)齒輪精度選用7級(jí)精度，選擇小齒輪材料為45鋼調(diào)（質(zhì)），硬度為和：變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 的齒輪。⑴初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸根據(jù)公式：根據(jù)公式：(3一一一x(3一一一x=3.15x104N/m1910)③非對(duì)稱(chēng)安裝，取齒寬系數(shù)二①小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T(mén)=9.55x1062②因值未知，R值不能確定，可初步選載荷系數(shù)匕=1.八1.8初選④查得彈性系數(shù)三=l=.^.-.^o⑤齒數(shù)比按齒面硬度查圖，的三:二二=二三二三二:二=56〉叱三大齒輪和小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：假設(shè)該機(jī)床工作壽命10年，每年工作30天0，兩班制，工作平穩(wěn)，齒輪轉(zhuǎn)向不變0XXXX X0XXXXX⑧查資料的K三"]=二二二二二三

取安全系數(shù)S三二二="HN[HiiEL=0.95X擘=570MPa[aH2]=3M望向，=1.09X等=610.4MPa取不：=:，』d>2.321t—64.84mm1.5*3.15義104義(4土1)(189.8)d>2.321t—64.84mm⑵計(jì)算模數(shù)①計(jì)算載荷系數(shù)查得使用系數(shù)K,=1二兀dn因y― 1_^—60x1000打黑需①計(jì)算載荷系數(shù)查得使用系數(shù)K,=1二兀dn因y― 1_^—60x1000打黑需0-4.24m/s,查得動(dòng)載荷系數(shù)三.二】二，由表查得齒向載荷分布系數(shù)K二=115,則載荷系數(shù)為K=KaKM|3=1.0X1.11X1.15=②對(duì)七二進(jìn)行修正因與k二有較大的差異，故需對(duì)由k二計(jì)算出的七二進(jìn)行修正，即：d—d

11tT一0,'128uc1——64.843； ― 58.1mmk31.5t③確定模數(shù)：dTz1取】二二=25④傳動(dòng)尺寸：兩分度圓直徑d=mz=2.5x20=50mm11d=mz=2.5x80=200mm2211中心距a=m(z+z)=x2.5x(20+80)=125mm2 122齒寬① X匚?％匚-盡可能圓整為的倍數(shù)，取。.=1￡】】】】】】、0-==“二】二尺高二二二二5叫.二二二525=56二5】二】二為了便于設(shè)計(jì)和制造，同一傳動(dòng)組內(nèi)的齒輪的模數(shù)常取相同，此時(shí)，各傳動(dòng)齒輪副的齒輪齒數(shù)和相同。則在變速箱職中，每根傳動(dòng)軸上各齒輪的模數(shù)均為nI..=二￡】二1二。而在主軸箱中，用上述方法也取得第一對(duì)傳動(dòng)副齒輪的模數(shù)［二二二二"二七，而在傳動(dòng)鏈中，最后一個(gè)背輪機(jī)構(gòu)中，變速范圍較大，各傳動(dòng)副對(duì)應(yīng)傳動(dòng)的扭矩的差別也較大，為合理利用材料，常采用不同的模數(shù)，且在同一傳動(dòng)組內(nèi)正常只限用于用兩種模數(shù)。由于傳動(dòng)副軸心線距離必須相等，即k.S_=1二-S_［二］、】二二一一分別為兩種模數(shù)；S二.、S二二一一分別為三、叫兩傳動(dòng)副的齒數(shù)和。貝IJ2.5x(44+34)=mx(22+44)得憶-=三TOC\o"1-5"\h\z2 .4.5齒輪模數(shù)驗(yàn)算按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 ，調(diào)質(zhì)處理，硬度? 6平均取，大齒輪用鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度? ，H均取 。計(jì)算如下：①齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為

(MPa)<L]j2088義108：(u(MPa)<L]jL= , 1-2_3_s—jzm\：uBnt f彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為：(MPa)<191x105(MPa)<1 2 3szm2BYn式中傳遞的額定功率（）,這里取為電動(dòng)機(jī)功率，n 計(jì)算轉(zhuǎn)速（m幾（mjj初算的齒輪模數(shù)（） （.齒寬（） （.小齒輪齒數(shù)；小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比K壽-命-系數(shù)；sK=KKKKsTnNqK；；工；作；期限系數(shù)；T士m60nTK=1 1 TC0 0齒輪工作期限，這里取n齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ ）n0m11C 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取6107，彎曲載荷眥2x1060 00疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷??；彎曲載荷取轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，取Kn功率利用系數(shù)，取KN材；料；強(qiáng)化系數(shù)，Kq

K 工作狀況系數(shù)，取K33K 動(dòng)載荷系數(shù)，取K22K 齒-向-載荷分布系數(shù)，K11Y--齒-形-系--數(shù)，Y=0；.386t] 許用接觸應(yīng)力（）取1]jjt]許用彎曲應(yīng)力（）a取t]ww根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：t<t1jjt=78Mpa<t]ww4.6算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)土 （P %即實(shí)際轉(zhuǎn)速n實(shí)際轉(zhuǎn)速n'-標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n

標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n1<10*1)%對(duì)于搖臂鉆床 的級(jí)轉(zhuǎn)速圖知有，Nmax35二Nmax35二1430x—x3738394461—x—x—x——x—=2041.44r/min554238313439則有2041.44—2041.44—20002000=2.07%<2.6%因此滿足要求。以同樣的方法來(lái)計(jì)算其它各轉(zhuǎn)速333729394461n=1430x一x—x一x-x—x—=1259.61/min15 554247313439333738392261n=1430xx一x一x_x一x=788.7%/min14 554238314439333738204461n=1430xx—x—x—xx=611.9%/min13 554238503439333729392261n=1430x一x—x—x—xx—=458.8%/min12 554247314439333729204461n=1436x一x一x_x一x一=377.6%/min11 55424750343933373839442055423831348010n=1430x一x一x一x一x一x一=307.6%/min55423831348010333738202261n=1430xx—xx—x—x—=236.4r/min9 554238504439333729394420n=1430xx—x—x—xx—=189.8%/min8 554247313480333729202261n=1430xx一x一x一x一x一=145.8%/min7 554247504439333738392220n=1430xxx—x—x—x—=118.8%/min6 554238314480333738204420n=1430xx—x—x-xx—=97.82/min5 554238503480333729392220n=1430xx—x一x-x一x-=73.34/min4 554247314480333729204420n=1430xx一x一x一x一x=60.36r/min3 554247503480333738202220n=1430xx—x—x—x—x—=37.75/min2 554238504480333729202220n=1430xx—x—xx-x—=23.32/min1 5542475044801259.61-12501250=0.77%<2.6%800-788.74800=1.4%<2.6%630-611.98630=2.56%<2.6%500-458.86500=2.59%<2.6%400-377.6400=0.56%<2.6%320-307.65320=0.38%<2.6%250-236.45250=0.54%<2.6%189.83-200200=0.51%<2.6%160-145.89160=0.88%<2.6%125-118.86125=0.49%<2.6%100-97.82100=2.18%<2.6%73.34-8080=0.83%<2.6%63-60.3663=0.42%<2.6%40-37.7940=0.55%<2.6%25-23.3225=1.07%<2.6%同上計(jì)算各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差，以表形式列出，如下圖：各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差1誤差?各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差都都小于2.％6，因此不需要修改齒數(shù)。五．動(dòng)力計(jì)算計(jì)1算轉(zhuǎn)速的計(jì)算NmaxNmaxNmin故所以得到的各(2)確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。所以得到的各并由此知道 向上各級(jí)轉(zhuǎn)速都將傳遞全部功率，傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為WIV傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為WIVIIIII各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表。各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸號(hào)W軸V軸V軸計(jì)算轉(zhuǎn)速所以各軸轉(zhuǎn)速：所以各軸功率：義輪輪輪

21齒齒=齒=2承承承由由由non?n軸承，n齒輪?n軸承，n齒輪xx各軸轉(zhuǎn)矩：根據(jù)：T=955X104N知：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"n Nj2.47T=955x104x =16495.45Nanm0 14302.46T=955x104x一=16495.5N-nmi 1430 口2.4T=955x104x一=25186.81N^nm910 口2.34T=955x104x——二2793.375N^nm800228T=955x104x——=43548Nrnm500 口2.23T=955x104x——=106482Njnm200216T=955x104x——=206280Nrnm100 口2.11T=955x104x—=251881.25Nanm80 口5.擴(kuò)2大組齒輪計(jì)算。根據(jù)公式：分度圓直徑d=mz齒頂高h(yuǎn)a=ha*m齒根高h(yuǎn)f=(ha*+c*)m全齒高h(yuǎn)=ha+hf頂隙c=cn*m齒頂圓直徑da=d+2ha齒根圓直徑df=d-2hf

其中擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表齒輪345齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬齒輪678齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 ，調(diào)質(zhì)處理，硬度?6平均取 ，大齒輪用鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 ? 6平均取。同理根據(jù)基本組的計(jì)算，可得K=0.，62K=0.，7K7=0.，6K0=1.，1n Nq3K=1，K=1，m=3，.n5=35；5TOC\o"1-5"\h\z21 j根據(jù)接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式：2088義108：(u土1)KKKKN“x\1o= 1236—(MPa)<b」\o"CurrentDocument"jzm卜uBn j' f彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式：

191x105KKKKN 1 2~3_s—可求得：ojow5.傳3動(dòng)軸最小軸徑的初定傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算：T4H(MPa)<或式中傳動(dòng)軸直徑（）該軸傳遞的額定扭矩（N可求得：ojow5.傳3動(dòng)軸最小軸徑的初定傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算：T4H(MPa)<或式中傳動(dòng)軸直徑（）該軸傳遞的額定扭矩（NxnJ該軸傳遞的功率（）nj--該-軸-的計(jì)算轉(zhuǎn)速卜］該軸每米長(zhǎng)度的允許扭轉(zhuǎn)角，卜］010。所以：=1.644；吧竺二22.1mm40.516495.45d=1.644 =22.1mm1 4 0.5d=1.2：d=1.2：25186.811 =24.56mm0.5d=1.64427933.75=25.21mm3 4 0.543548d=1.644 =28.17mm4 40.5d=1.645106482d=1.645 =35.23mm0.5206280d=1.644； =41.56mm6 40.5d=1.647251881.25 =43.69d=1.6470.5以上進(jìn)行概算后，圓整值如下表：各軸軸徑軸號(hào)I軸II軸III軸W軸V軸W軸皿軸軸徑根據(jù)軸徑選取軸承：由于 搖臂鉆床的傳動(dòng)軸及主軸基本上采用花鍵軸，所以有村套，故查表的各軸軸承的型號(hào)為：軸承軸號(hào)I軸II軸I軸W軸V軸W軸皿軸軸承5.計(jì)4算主軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)搖臂鉆床屬孔加工機(jī)床，專(zhuān)用加工細(xì)長(zhǎng)深孔的機(jī)床，由于技術(shù)決定，需要

有長(zhǎng)的懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)，因切削較重而不適用于有高精度要求的機(jī)床所以：所以：初定:—>2.5Da〉2.5D=2.5x有長(zhǎng)的懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)，因切削較重而不適用于有高精度要求的機(jī)床所以：所以：初定:—>2.5Da〉2.5D=2.5x45=112.5mma=120mmL0=（1口2）a=（1[2）x120=（120口240）mmP21主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩：T=9550x—=9550x—80=250.69N^nm切削力：F=250.69=6267.19NC0.04背向力：F二0.5F,0.5x250.69二125.345NPC總作用力：F=FF2+F2=6268.85NCP此力作用于頂在頂尖的工件上，主軸和尾架各承受一半，故主軸端受力為F/2在估計(jì)時(shí)，先假設(shè)初值,=1.5,l=1.5xa=180mm

a前支承的支反力RRA.BFl+a6268.85180+120=x = =7836.06N2a2 120上x(chóng)a=處8"辿=2089.62N2l2 口180根據(jù)點(diǎn)接觸的球軸承知：K二r1.183：FdCz?cos5a飛rb8KN

8KN

BA所以KA=1.55B初步計(jì)算時(shí)，可假定主軸的當(dāng)量外徑 （與實(shí)際主軸具有相同抗彎剛度的等值徑軸的直徑）為前、后軸頸的平均值，故慣性，為:的等值徑軸的直徑）為前、后軸頸的平均值，故慣性，為:I=0.05x0.044=1.28x10-7m4EI 2.1x1011x1.28x10-7n二 二 二0.047Ka3 331.48x0.123x106A查線圖l/ax12計(jì)算出的l/a與原假定不符?？筛鶕?jù)l/a在計(jì)算00 0支反力和支承剛度，再求最佳跨距。這時(shí)計(jì)算出的K K KA=1.55n-0.047l/a仍接近于AB K 0B可以看出，這是一個(gè)迭代過(guò)程，l/a很快收斂于正確值。最佳跨距

0l>120x1.2mm=144mm。0六．主要零部件的選擇6.1擺桿式操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）幾何條件；（2）不自鎖條件。6.2電動(dòng)機(jī)的選擇選擇系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。由文獻(xiàn)【】附錄得：電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 2額定功率由附錄得：安裝尺寸9 ， 。七．校核主1軸組件剛度驗(yàn)算7主.軸1彎.曲1剛度的驗(yàn)算搖臂鉆床彎曲剛度為K1二de三、二：——主軸軸承之間的當(dāng)量外徑和主軸內(nèi)孔直徑。de[554x120+604x95+724x1444 =64.46mm41 359F那么VW30x64.46120x(35H9J5.09對(duì)于1J20搖4臂0鉆床，要求工三二［二，那么主軸的彎曲剛度滿足要求。7.1主.軸2扭轉(zhuǎn)剛度的驗(yàn)算以笆G%R式中：M二——扭矩-;——剪切彈性模量 ，取G=8.1X106N/cm2；L.——截面極慣性矩，實(shí)心軸［二=二二＞；TOC\o"1-5"\h\z、——軸的直徑和工作長(zhǎng)度， ，——主軸傳遞功率， 3n. 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，：】.80r/min。3貝UM=955x103x=3.58x105N?cmn 80==37.1cm4I=0.1D4(1-a4)=0.1D4nr2.5￥=0.1*4.54義1-一14.5J35.9x4.8x1050= =0.01448.1x106x147.58按要求，主軸扭轉(zhuǎn)角不超過(guò)二二二'，而p=0.01440<0.2250，則滿足要求。7.2II軸組件剛度驗(yàn)算II軸剛度校核單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻(xiàn)【】中的公式計(jì)算：Y(Y)=171.39LNQ7"-"3)<[y]ab D4mZn兩支承的跨距；軸的平均直徑；a；a 齒輪工作位置處距較近支承點(diǎn)的距離；i i軸傳遞的全功率；校核合成撓度Y=Y2+y2-2YYcosP<Y]haababY 輸入扭距齒輪撓度；aY 輸出扭距齒輪撓度bP=8-2(a+p)；5 被演算軸與前后軸連心線夾角；8 °嚙合角。2，齒面摩擦角「 °。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：J ；a223a3；｝a1；J ；b50b4；9,b6o合成撓度Y=yy2+y2-h aa1 b52yycosPa1b5