1850_3缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計

1850_3缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計,_3,發(fā)動機,飛輪,組合,鉆床,主軸,設(shè)計 單位代碼 02 學 號 080105058 分 類 號 TH6 密 級 畢業(yè)設(shè)計說明書3 缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計院 （ 系 ） 名 稱 工 學 院 機 械 系專 業(yè) 名 稱 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學 生 姓 名 李 秋 艷指 導 教 師 賈 百 合2012 年 05 月 10 日 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 頁3 缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計摘要目前，組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中以獲得廣泛的應用；在一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造業(yè)中也已推廣應用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座等。我國組合機床技術(shù)的發(fā)展起步比較晚，但經(jīng)過科技人員的積極消化和吸收，與時俱進，努力奮斗，使我國的組合機床技術(shù)有了迅速發(fā)展。本文主要圍繞 3 缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱的設(shè)計來寫，分別介紹了課題研究背景及目的、組合機床發(fā)展過程概述、論文構(gòu)成及研究內(nèi)容，依次說明了加工工藝分析、主軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達方法、主軸箱的設(shè)計等內(nèi)容。另外論文還包括總體結(jié)構(gòu)圖和主要零件的結(jié)構(gòu)圖。本次設(shè)計重點放在主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，同時介紹齒輪位置的設(shè)計和齒輪軸以及其它部件的選用。關(guān)鍵詞：組合機床，鉆床，主軸，主軸箱，設(shè)計 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 I 頁The design of three-cylinder engine flywheel housing combination drill spindle boxAuthor:Li QiuyanTutor:Jia BaiheSummaryAt present, the combination of machine tools in a large number of automobiles, tractors, diesel engines, electrical, instrumentation, military and other industries in mass production in order to obtain a wide range of applications; in a number of enterprises of small and medium volume production, such as machine tools, locomotives, construction machinery manufacturing industry has also been application. Machine tool best suited to the processing of a variety of large and medium-sized box-type parts such as cylinder head, cylinder block, gearbox, motor base. China's machine tool technology development started relatively late, but through the digestion and absorption of scientific and technical personnel, keeping pace with the times, work hard, and has been the rapid development of China's machine tool technology.In this paper drilling machine headstock design to write around the three-cylinder engine flywheel housing portfolio, describes the background and purpose of research, an overview of the machine tool development process, the paper composition and content, followed by the process, the basic structure of the spindle box and expression method, headstock design.In addition, the paper also includes a chart of the overall structure of the diagram and the main parts. The design focus on the structural design on the headstock, and also describes the design and selection of the gear shaft and other parts of the gear position.Keywords:combination machine, drilling machine, spindle, spindle box, design 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 II 頁目錄1. 緒 論 ..............................................................................................................................11.1 課題背景及目的 ..................................................................................................11.2 組合機床發(fā)展過程概述 ......................................................................................21.3 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 ..........................................................................................32. 加工工藝分析 ................................................................................................................42.1 加工對象分析 ......................................................................................................42.2 分析加工要求和現(xiàn)場工藝 ..................................................................................43. 主軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達方法 ....................................................................................63.1 主軸箱的組成 ......................................................................................................63.2 主軸箱總圖繪制方法特點 ..................................................................................63.3 主軸箱通用零件 ..................................................................................................74. 主軸箱的設(shè)計 ................................................................................................................84.1 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 ..............................................................................84.2 主軸、齒輪的確定及動力計算 ........................................................................104.2.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定 .....................................................104.2.2 主軸箱所需動力的計算 .........................................................................114.3 主軸箱傳動設(shè)計 ................................................................................................124.3.1 擬定傳動路線 .........................................................................................124.3.2 確定驅(qū)動軸、主軸坐標尺寸 .................................................................134.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) .................................................................134.4 繪制主軸箱總圖及零件圖 ................................................................................174.4.1 主軸箱零件設(shè)計 .....................................................................................174.4.2 主軸箱總圖設(shè)計 .....................................................................................17結(jié)論 ...................................................................................................................................21致謝 ...................................................................................................................................22參考文獻 ...........................................................................................................................23 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 0 頁1. 緒 論1.1 課題背景及目的組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的一種高效專用機床。主要用于平面加工和孔加工兩類工序。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工及縫紉機、自行車等輕工業(yè)大批量生產(chǎn)中已獲得廣泛的應用；一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車。工程機械等制造業(yè)中也已推廣應用。組合機床最適宜加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座、及儀表殼等零件；也可用來完成軸套類、輪盤類、插架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復移動工作臺等?？刂撇考怯靡钥刂茩C床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。為了使組合機床能在中小批量生產(chǎn)中得到應用，往往需要應用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁組合機床結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。主軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計的傳遞各主軸運動的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。圖 1.1主軸箱按結(jié)構(gòu)類型分為通用主軸箱和專用主軸箱，通用主軸箱又分為大型和小型主軸箱。本次設(shè)計主要是大型通用主軸箱，大型通用主軸箱的通用零件包括箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成。組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、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。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件（如飛輪、汽車后橋半軸等）的外圓和端面加工。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁1.2 組合機床發(fā)展過程概述專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。最早的組合機床是 1911 年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953 年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。二十世紀 70 年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達 0.05 毫米／1000 毫米，表面粗糙度可低達 2.5～0.63 微米；鏜孔精度可達 IT7～6 級，孔距精度可達 0.03～0.02 微米。組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。1.3 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。其中孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正在擴大到車外圓、行星銑削、拉削等工序。此外還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢索、清洗等非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中以獲得廣泛的應用；在一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造業(yè)中也已推廣應用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座等。我國組合機床技術(shù)的發(fā)展起步比較晚，但通過不斷引進大量先進的技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過科技人員的積極消化和吸收，與時俱進，努力奮斗，使我國的組合機床技術(shù)有了迅速發(fā)展。本次畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容為 3 缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計，主要有以下幾部分組成：緒論、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、主軸箱設(shè)計。另外論文還包括總體結(jié)構(gòu)圖和主要零 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁件的結(jié)構(gòu)圖。本次設(shè)計重點放在主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，同時介紹齒輪位置的設(shè)計和齒輪軸以及其它部件的選用。2. 加工工藝分析2.1 加工對象分析加工對象：3 缸發(fā)動機飛輪殼上的孔材料牌號：HT250材料硬度：HB190-240加工內(nèi)容：在 3 缸發(fā)動機飛輪殼上鉆 8 個 Φ10.8的孔生產(chǎn)批量：5000 萬臺/年工藝方案的擬定是組合機床設(shè)計的關(guān)鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結(jié)合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析后擬定出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。2.2 分析加工要求和現(xiàn)場工藝根據(jù)被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。深入現(xiàn)場調(diào)查分析零件的加工工藝方法 [1]，定位和加緊方式，所采用的設(shè)備、刀具及切削用量，生產(chǎn)率情況及工作條件等方面的現(xiàn)行工藝資料，一遍制定出切合實際的合理工藝方案。本工序中以飛輪殼左右兩個工藝定位銷孔作為基準，在飛輪殼斷面上鉆 8 個孔（圖 2.1）Φ10.8mm 深 7mm。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁圖 2.1本工序中滿足工藝方案基本原則：粗精加工分開原則；工序集中原則（適當考慮相同類型工序的集中；有相對位置精度要求的工序應集中加工） 。滿足在制定加工一個工件的幾臺成套機床或流水線的工藝方案時，應盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應力變形影響，有利于保證加工精度。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁3. 主軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達方法主軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計的傳遞各主軸的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。主軸箱一般具有多根軸同時對一列孔系進行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。主軸箱按結(jié)構(gòu)特點分為通用（即標準）主軸箱和專用主軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者機構(gòu)特殊，往往需要加強主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用主軸箱通常指“剛性主軸箱” ，即采用不需刀具導向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導軌來保證加工孔的位置精度。通用主軸箱則采用標準主軸，借助導向套引導刀具的設(shè)計方法基本相同。處于本設(shè)計的考慮，下面僅介紹大型通用主軸箱的設(shè)計。3.1 主軸箱的組成大型通用主軸箱由箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成，其基本結(jié)構(gòu)包括：箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等箱體類零件；主軸、傳動軸、手柄軸、傳動齒輪、動力箱或電動機齒輪 13 等傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標、排油塞、油盤（立式主軸箱不用）和防油套等潤滑及防油元件。在主軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排 32mm 寬的齒輪或三排 24mm 寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排或兩排 24mm 寬的齒輪。3.2 主軸箱總圖繪制方法特點1、主視圖 用點劃線表示齒輪節(jié)圓，標注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標注個軸軸號及主軸和驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。2、展開圖每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應的軸號；齒輪可不按比例繪 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標明齒輪所在排數(shù)。3.3 主軸箱通用零件主軸箱通用零件包括：通用箱體類零件、通用主軸、通用傳動軸、通用齒輪和套。本次設(shè)計的主軸箱通用箱體零件為：箱體材料 HT250，前后側(cè)蓋材料為 HT150。多軸箱體基本尺寸系列標準（GB3668.1-83）規(guī)定， 9 種名義尺寸用相應滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)格按規(guī)定系列尺寸（表 7-1[1]）選擇；多軸箱后蓋與動力箱法蘭尺寸如表 7-2[1]所示，其結(jié)合面上的連接螺孔、定位銷孔及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應（參閱表 5-40[1]） ；多軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置詳見圖4-1 及表 7-3[1]。此次設(shè)計用于臥式多軸箱的厚度為 180mm；多軸箱的前蓋厚度為 55mm；基型后蓋的厚度為 90mm，安排Ⅲ排齒輪。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁4. 主軸箱的設(shè)計目前多軸設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機輔助設(shè)計法兩種。計算機設(shè)計主軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過人機交互方式，可迅速、準確的設(shè)計傳動系統(tǒng)，繪制主軸箱總圖、零件圖和箱體補充加工圖，打印出軸孔坐標及組件明細表。一般設(shè)計發(fā)的順序是：繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸及齒輪擬定傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標（也可用計算機計算和驗算箱體軸孔的坐標尺寸） 、繪制坐標檢查圖；繪制主軸箱總圖，零件圖及編制組件明細表 [2]。具體內(nèi)容和方法簡述如下。4.1 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容及注意事項如下：1、根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，繪制對軸箱外形圖，并標注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。2、根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸和被加工零件在機床上是面對面安放的，因此，主軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反。其次，主軸箱上的坐標尺寸基準和零件工序圖上的基準經(jīng)常不重合，應根據(jù)主軸箱與加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準，并標出其相對位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出主軸箱上各主軸坐標值 [3]。3、根據(jù)加工示意圖標注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時針轉(zhuǎn)向（面對主軸看）可不標，只注順時針轉(zhuǎn)向。4、標明動力部件型號及其性能參數(shù)等。5、標明動力部件型號及其性能參數(shù)等。圖 4.1 所示為 3 缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁圖 4.1 主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖注：1：被加工零件名稱：3 缸發(fā)動機飛輪殼。材料及硬度：HT250，190～240HBS。2：主軸外尺寸及切削用量（表 4.1） 。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁表 4.1 主軸外尺寸及切削用量主軸外伸尺寸（mm）切削用量軸號D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/min)1、2、3、4、5、6、7、832/20 115鉆飛輪殼底上的孔 Φ10.8 3.0?358 12 403：動力部件 1TD40Ⅲ，電動機功率 3.0kW，電動機轉(zhuǎn)速 960r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速 480r/min。 4.2 主軸、齒輪的確定及動力計算4.2.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定1、主軸型式的確定主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進給抗力和切削轉(zhuǎn)矩 T。鉆孔時常采用滾珠軸承主軸；傳動軸選用滾錐軸承。2、軸徑的選定根據(jù)零件上的軸與軸之間的距離和軸上的轉(zhuǎn)速以及進給，安排軸上的齒輪的大小，根據(jù)齒輪的大小，初步選定軸的軸徑 [4]。主軸 1—8 的切削轉(zhuǎn)矩T =2.63D2.4fHB0.6=2.63×10.82.4×0.1117×223.330.6=2.63×302.146×0.1117×25.667=1992.384N·mm主軸 1—8 和軸 12、15、16、18、19 選半徑為 20mm;傳動軸9、10、11、13、14、17 選為 25mm。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計完后再檢驗某些關(guān)系軸頸。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁主軸 1-8 上選用深溝球軸承外加止推軸承，配合使用，用來承受軸向力。軸 9-19可以使用圓錐滾子軸承，他承載的能力大，可以承受軸向力 [5]。3、齒輪模數(shù)的確定齒輪模數(shù) m（單位為 mm）一般用類比法確定，也可按公式估算。本次設(shè)計多采用類比法。同時為了便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格一般不多余兩種?，F(xiàn)本設(shè)計中采用的模數(shù)為 2、3。4.2.2 主軸箱所需動力的計算主軸箱的動力計算包括主軸箱所需要的功率和進給力兩項。傳動系統(tǒng)確定后，主軸箱所需功率 P 主軸箱 按下列公式計算：P 主軸箱 = P 切削 + P 空轉(zhuǎn) + P 損失 = P 切削 i + P 空轉(zhuǎn) i + P 損失 in1i??n1i?n1i??式中 P 切削 ——切削功率，單位 kW；P 空轉(zhuǎn) ——空轉(zhuǎn)功率，單位 kW；P 損失 ——與負荷成正比的功率損失，單位 kW。每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計算或查表獲得；每個軸上的空轉(zhuǎn)功率按的表 4－6 確定；每個軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1%。1、切削功率的計算 主軸 1-8 加工的工序內(nèi)容和切削用量。主軸 1-8 的進給量f1=40mm/min=(40÷358)mm/r = 0.1117mm/r布氏硬度HB=HBmax－ （HB max－HB min）=240－ （240－ 190）=223.333131切削轉(zhuǎn)矩T1=2.63D2.4fHB0.6=1992.3840N·mm主軸 1-8 的切削功率P1= = =0.0724kWDvπ97408.104.329?切削功率 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁P 切削 = P 切削 i=P1×8=0.0724×8=0.5790kWn1i??2、空轉(zhuǎn)功率的計算表 1 軸的空轉(zhuǎn)功率 P 空 （kW）軸徑 mm轉(zhuǎn)速 r/min15 20 25 30 40 50 60 7525 0.001 0.002 0.003 0.004 0.007 0.012 0.017 0.02640 0.002 0.003 0.005 0.007 0.012 0.018 0.027 0.04263 0.003 0.005 0.007 0.010 0.019 0.029 0.041 0.066100 0.004 0.007 0.012 0.017 0.030 0.046 0.067 0.104160 0.007 0.012 0.018 0.027 0.047 0.074 0.107 0.166250 0.010 0.018 0.028 0.042 0.074 0.116 0.166 0.260400 0.017 0.030 0.046 0.067 0.118 0.185 0.266 0.416630 0.026 0.046 0.073 0.105 0.186 0.291 0.420 0.6561000 0.042 0.074 0.116 0.166 0.296 0.462 0.666 1.0401600 0.066 0.118 0.185 0.266 0.473 0.749 1.066 1.665主軸 1-8 的空轉(zhuǎn)功率查表 4－1 得：P 空轉(zhuǎn) 1=0.0300KWP 空轉(zhuǎn) = P 空轉(zhuǎn) i=8×P 空轉(zhuǎn) 1 =8×0.0300KW=0.2400KW n1i??3、損失功率的計算每根軸的功率損失一般可取傳遞功率的 1%，總的功率損失P 損失 = P 損失 i=8×P1×1%=8×0.0724×1%=0.00579KWn1i?主軸箱所需功率P 主軸箱 = P 切削 + P 空轉(zhuǎn) + P 損失 = P 切削 i + P 空轉(zhuǎn) i + P 損失 in1i??n1?n1??=0.5790KW+0.2400KW+0.0058KW=0.8248KW4.3 主軸箱傳動設(shè)計4.3.1 擬定傳動路線1、擬定工藝路線的基本方法 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁先把全部主軸中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同心圓的圓心分別設(shè)置中心傳動軸；非同心圓分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動軸（如一根傳動軸帶二根或三根主軸） ；然后根據(jù)已選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。2、確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置分析，由于 3 缸發(fā)動機飛輪殼上需要組合機床加工的 8 個孔是同心圓分布，且其中 6 個孔是對稱分布。所以只需要將驅(qū)動軸設(shè)置在同心圓圓心處即可。驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速按動力箱的型號選定；當采用動力滑臺時，驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇；動力箱與主軸箱連接時，應注意驅(qū)動軸的中心一般設(shè)置于主軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高度則決定于所選擇動力箱德爾型號規(guī)格。驅(qū)動軸中心位置在機床聯(lián)系尺寸圖中已經(jīng)確定。3、用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來在主軸箱原始設(shè)計依據(jù)圖中確定了各主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析主軸位置，擬定傳動方案，選定齒輪齒輪模數(shù)（估算或類比） ，再通過計算、作圖和多次試湊相結(jié)合的方法。確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。4.3.2 確定驅(qū)動軸、主軸坐標尺寸根據(jù)原始依據(jù)圖 4.1，算出驅(qū)動軸、主軸坐標尺寸，如表 4.2 所示。表 4.2 驅(qū)動軸、主軸坐標值坐標 銷 01驅(qū)動軸 0 主軸 1 主軸 2 主軸 3X 0.000 265.00 386.00 265.00 144.00Y 0.000 290.00 113.49 76.00 113.49坐標 主軸 4 主軸 5 主軸 6 主軸 7 主軸 8X 56.00 144.00 265.00 386.00 478.36Y 335.99 466.51 504.00 466.51 306.544.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)1、確定傳動軸 9、10、11、12 的位置及各齒輪的齒數(shù) 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁主軸 1－8 所加工的孔大小一樣，且這 8 個軸是在同心圓的周圍分布，所以各個軸上的齒輪副 m=3，Z=28。傳動軸 9、10、11、12 為主軸 2、3、4 的傳動軸，位置可通過作圖初定。為保證齒輪齒根強度，應使齒根到孔壁或鍵槽的壁厚 α≥2m(m 為齒輪模數(shù))。由選擇的動力部件 1TD40Ⅲ，電動機功率 3.0kW，電動機轉(zhuǎn)速960r/min，480r/min 得驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速 n0=480r/min 及齒數(shù) Z0=21。取 m＝3，Z 2＝Z 3＝Z 4＝28，按齒輪計算公式(4－1)、式(4－2)、式(4 －3)依次求得Z9、Z 9′、Z 10、Z 11、Z 11′、Z 12、Z 12′齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。u= = (4－1)從主 主從nn 主 = =n 從 (4－2)u從 主從Zn 從 =n 主 u=n 主 (4－3)從主根據(jù)經(jīng)驗和作圖設(shè)計得出傳動軸 9、10、11、12 的齒輪齒數(shù)分別為：m=3 Z9=20 （設(shè)在第Ⅱ排）Z9′=20 （設(shè)在第Ⅲ排）Z10=32 （設(shè)在第Ⅱ排）Z11=28 （設(shè)在第Ⅰ排）Z11′=28 （設(shè)在第Ⅱ排）Z12=28 （設(shè)在第Ⅱ排）m=2 Z12′=24 （設(shè)在第Ⅰ排）n9＝n 0 ＝(480× )r/min＝504r/min201n10＝n 9 ＝(504× )r/min＝315r/min10Z?3n11＝n 10 ＝(315× )r/min＝360r/min128 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁n12＝n 10 ＝(315× )r/min＝360r/min120Z83軸 11 上的齒輪副是軸 2 和軸 3 上齒輪副的公切圓，且齒輪副齒數(shù)相同，傳遞到軸2、3 所得的轉(zhuǎn)速n2＝n 3＝(360× )r/min＝360r/min8軸 4 上的齒輪副經(jīng)過傳動軸 12 傳遞所得轉(zhuǎn)速n4＝n 12 ＝(360× )r/min＝360r/min412Z滿足切削所需的 358r/min2、確定傳動軸 13、14、15、16 的位置及其與主軸 1、8 間的齒輪副齒數(shù)傳動軸 13、14、15、16 的位置由作圖決定。根據(jù)經(jīng)驗和作圖設(shè)計得出傳動軸13、14、15、16 的齒輪齒數(shù)分別為：m=3 Z13=24 （設(shè)在第Ⅲ排）Z13′=24 （設(shè)在第Ⅱ排）Z14=30 （設(shè)在第Ⅱ排）Z15=20 （設(shè)在第Ⅱ排）Z15′=20 （設(shè)在第Ⅰ排）Z16=20 （設(shè)在第Ⅱ排）Z16′=20 （設(shè)在第Ⅰ排）n13＝n 0 ＝(480× )r/min＝420r/min1324n14＝n 13 ＝(420× )r/min＝336r/min14Z?0n15＝n 14 ＝(336× )r/min＝504r/min1523n16＝n 14 ＝(336× )r/min＝504r/min164Z0軸 15 上的齒輪副傳遞到軸 1 所得的轉(zhuǎn)速 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁n1＝n 15 ＝(504× )r/min＝360r/min15Z280軸 16 上的齒輪副傳遞到軸 8 所得的轉(zhuǎn)速n8＝n 16 ＝(504× )r/min＝360r/min81620滿足切削所需的 358r/min3、確定傳動軸 17、18、19 的位置及各齒輪齒數(shù)傳動軸 17、18、19 的位置由作圖決定。根據(jù)經(jīng)驗和作圖設(shè)計得出傳動軸17、18、19 的齒輪齒數(shù)分別為：m=3 Z17=32 （設(shè)在第Ⅱ排）Z18=20 （設(shè)在第Ⅱ排）Z18′=20 （設(shè)在第Ⅰ排）Z19=24 （設(shè)在第Ⅱ排）Z19′=24 （設(shè)在第Ⅰ排）n17＝n 13 ＝(420× )r/min＝315r/min173?24n18＝n 17 ＝(315× )r/min＝504r/min18Z0n19＝n 17 ＝(315× )r/min＝420r/min197243軸 18 上的齒輪副傳遞到軸 7 所得的轉(zhuǎn)速n7＝n 18 ＝(504× )r/min＝360r/min?718Z20軸 19 上的齒輪副是軸 5 和軸 6 上齒輪副的公切圓，且齒輪副齒數(shù)相同，傳遞到軸5、6 所得的轉(zhuǎn)速n5＝n 6＝n 19 ＝(420× )r/min＝360r/min619Z?284滿足切削所需的 358r/min 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁4、確定油泵轉(zhuǎn)速潤滑油泵的齒輪副齒數(shù) Z20=24，m=2 ，經(jīng)傳動軸 12 傳遞所得轉(zhuǎn)速n20＝n 12 ＝(360× )r/min＝360r/min201Z?4轉(zhuǎn)速也符合要求5、將傳動設(shè)計的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)定格式標在傳動系統(tǒng)圖（圖001）中。最后計算各主軸的裝配表如表 4.3 所示（與原始依據(jù)圖的要求基本一至，轉(zhuǎn)速相對損失在 5％以內(nèi)） 。4.4 繪制主軸箱總圖及零件圖4.4.1 主軸箱零件設(shè)計主軸箱總圖設(shè)計中，大多數(shù)零件是選用通用件、標準件和外購件；對于變位齒輪、專用軸等零件，則設(shè)計零件圖。4.4.2 主軸箱總圖設(shè)計通用主軸箱總圖設(shè)計包括繪制主視圖、展開圖，繪制裝配表，制定技術(shù)條件等四部分。1、主視圖主要表明主軸箱主軸位置及齒輪傳動系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤滑系統(tǒng)等。因此，繪制主視圖就是在設(shè)計的傳動系統(tǒng)圖上標出各軸編號，畫出潤滑系統(tǒng)，標注主軸、油泵軸、驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)向及坐標尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標注部分件號。2、展開圖其特點是軸的結(jié)構(gòu)圖形多 [6]。各主軸、傳動軸、驅(qū)動軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則排列的。一般采用簡化的展開圖并以裝配表相互配合，表明主軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。繪制具體要求如下：（1）展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。（2）對結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號即可。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁（3）展開圖上應完整標注主軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)洗尺寸、主軸外伸長度等。3、主軸箱技術(shù)條件 主軸箱總圖上應注明主軸箱箱部裝要求。即：（1）主軸箱制造和驗收技術(shù)條件：主軸箱按 ZBJ58011-89《組合機床多軸箱制造技術(shù)條件》進行制造，按 ZBJ58011-89《組合機床多軸箱驗收技術(shù)條件》進行驗收。（2）主軸精度：按 JB3043-82《組合機床多軸箱精度 》標注進行檢驗。（3）往多軸箱內(nèi)輸入 3L-AN46 全損耗系統(tǒng)用油 [7]。4、主軸和傳動軸裝配表（表 4.3）把主軸箱中每根軸（主軸、傳動軸、油泵軸）上齒輪套等基本零件的型號規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標準件、外購件等，按軸號配套，用裝配表表示。這樣使圖表對照清晰易看，節(jié)省設(shè)計時間，方便裝配。表 4.3 齒輪（m×z×d-1T0704-42）套（標記①-⑥見注 1） 標準件外購件軸號軸徑軸的型號Ⅰ Ⅱ Ⅲ 1 2 3 4 5GB1096-79鍵GB812-83螺母GB858-88墊圈滾動軸承1 2020-1T0722-413×28×2020×74.5①20×21.5②6×28M18×1.518E204 ⑵E82042 2020-1T0722-413×28×2020×74.5①20×21.5②6×28M18×1.518E204 ⑵E82043 2020-1T0722-413×28×2020×74.5①20×21.5②6×28M18×1.518E204 ⑵E8204 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18 頁4 2020-1T0722-413×28×2020×30.5③20×21.5②20×22④6×28M18×1.518E204 ⑵E82045 2020-1T0722-413×28×2020×74.5①20×21.5②6×28M18×1.518E204 ⑵E82046 2020-1T0722-413×28×2020×74.5①20×21.5②6×28M18×1.518E204 ⑵E82047 2020-1T0722-413×28×2020×74.5①20×21.5②6×28M18×1.518E204 ⑵E82048 2020-1T0722-413×28×2020×74.5①20×21.5②6×28M18×1.518E20 4⑵ E82049 2525-1T0721-423×20×253×20×2525×29.5③25×73.5①8×28⑵M24×1.524E7205 ⑵10 2525-1T0721-423×32×2525×29.5③25×73.5①25×16⑤8×28M24×1.524E7205 ⑵11 2525-1T0721-423×28×253×28×2525×29.5③25×29.5③8×28⑵M24×1.524E7205 ⑵12 2020-1T0721-412×24×203×28×2020×30.5③20×30.5③20×12⑥6×28⑵M18×1.518E7204 ⑵ 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁注：1.套的標記分別為：①―d-1T0721-62;②―d-1T0722-61;③―d-1T0721-61;④―d-1T0723-68;⑤―d-1T0723-61;⑥―d-1T0721-63。2.鍵、軸承欄中（）內(nèi)表示數(shù)量。13 2525-1T0721-423×24×253×24×2525×29.5③25×73.5①25×16⑤8×28⑵M24×1.524E7205⑵14 2525-1T0721-423×30×2525×73.5①25×29.5③8×28M24×1.524E7205 ⑵15 2020-1T0721-413×20×203×20×2020×30.5③20×30.5③20×12⑥6×28⑵M18×1.518E7204 ⑵16 2020-1T0721-413×20×203×20×2020×30.5③20×30.5③20×12⑥6×28⑵M18×1.518E7204 ⑵17 2525-1T0721-423×32×2525×29.5③25×73.5①8×28M24×1.524E7205 ⑵18 2020-1T0721-413×20×203×20×2020×30.5③20×30.5③20×12⑥6×28⑵M18×1.518E7204 ⑵19 2020-1T0721-413×24×203×24×2020×30.5③20×30.5③20×12⑥6×28⑵M18×1.518E7204 ⑵20 葉片泵（ZIR12-2）及齒輪（2×24×20） 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20 頁結(jié)論本次 3 缸發(fā)動機飛輪殼組合機床的設(shè)計是我所學的科目的綜合，從零件的材料到主軸箱整體設(shè)計，一直貫穿著我們所學的課程，如機械工程材料、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械原理、機械設(shè)計、機械制造工藝學以及我們跟隨課程安排的課程設(shè)計，尤其是機械原理課程設(shè)計和機械設(shè)計課程設(shè)計，對這次設(shè)計幫助最大。整個設(shè)計讓我對專業(yè)課程有了一個很好的系統(tǒng)性概念，也讓我對所學課程印象更加深刻。這次的設(shè)計主要參考的資料是謝家贏主編的組合機床設(shè)計簡明手冊，以及機械設(shè)計課程設(shè)計手冊，還有機械手冊。每個理論都讓我在實際設(shè)計中得到檢驗，通過不斷的查閱資料和各種文獻，讓我對機械設(shè)計的流程更加熟悉。相信實踐出真知，只有自己親力親為才發(fā)覺其中的樂趣。此次設(shè)計繪圖先使用手工繪制草圖，然后使用計算機 AutoCAD 繪圖，通過這次設(shè)計讓我更加熟練的使用這個軟件。以及為了打印出繪制的 CAD 圖而需要的準備工作，從每一個細節(jié)里檢查錯誤，努力達到零錯誤的標準。這是每一個機械技術(shù)人員的基本要求，也是我在整個設(shè)計中收獲最大的一點。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁致謝首先感謝我的指導老師賈百合老師，如果沒有賈老師的諄諄教誨，我不可能順利完成此次設(shè)計，從最初的文獻翻譯和文獻綜述開始，賈老師一直不厭其煩的督促我。剛開始手繪草圖的時候，有點不知所措，賈老師在授課閑暇時間里一直耐心的輔導我，我繪圖遇到了難題，即使賈老師不在學校，在電話的那一端也同樣能幫我解決。真心感謝賈老師的督促、教誨、指導和辛苦的檢閱。其次是與我同甘共苦的同學們，只有我們一起互相幫助才能在學校要求的下完成此次設(shè)計。在一起討論時讓我收益頗多，讓我少走了彎路，讓我的設(shè)計漸漸成熟。再次是感謝我的母校，感謝母校給我這次檢驗自己學習的機會，讓我在大學的最后一段日子里充實的度過。感謝學校圖書館提供豐富的文獻資料，讓我能在設(shè)計中查閱。感謝學校領(lǐng)導對這次設(shè)計的重視，讓我們有壓力的同時也有了動力。經(jīng)過這次設(shè)計，讓我的專業(yè)水平有了很好的提高，也鞏固了所學的知識，讓我不斷前進。再次感謝。 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁參考文獻[1]謝家瀛．組合機床設(shè)計簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996.8[2]吳宗澤，羅圣國．機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M]．北京：高等教育出版社，2006.5[3]鄭修本．機械制造工藝學（第 2 版）[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1995.5[4]李奇涵．沖壓成形工藝與模具設(shè)計[M]．北京：科學出版社，2007[5]梁景凱，蓋玉先．機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006.11[6]趙萬生．特種加工技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社，2001.7[7]陸鳳儀．機械原理課程設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2009.6[8]賈民平，張洪亭，周劍英．測試技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社，2001.12[9]董紅玉，徐莉萍．機械控制工程基礎(chǔ)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006.6[10]呂廣庶，張遠明．工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：高等教育出版社，2001.9[11]董紅玉．數(shù)控技術(shù) 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