機械畢業(yè)設計-平衡軸鉆孔組合機床總體及多軸箱體設計（全套含CAD圖紙）

機械畢業(yè)設計-平衡軸鉆孔組合機床總體及多軸箱體設計（全套含CAD圖紙）,機械,畢業(yè)設計,平衡,鉆孔,組合,機床,總體,整體,軸箱,設計,全套,cad,圖紙 XX大學 畢業(yè)設計(論文) 平衡軸鉆孔組合機床總體及多軸箱體設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 IV 摘 要 根據(jù)設計任務書的要求,本設計說明書針對平衡軸機床的設計及專用夾具設計進行說明。內(nèi)容包括組合機床工藝方案的制定、組合機床配置型式的選擇、總體設計還有多軸箱設計。 全文含組合鉆床的總體設計和多軸箱設計兩部分。機床總體設計要是在選定工藝方案并確定機床配置形式、結構方案基礎上確定“三圖一卡”， 主軸箱設計根據(jù)“三圖一卡”，整理編繪出主軸箱原始依據(jù)圖，重點分析傳動系統(tǒng)，經(jīng)過各種方案的比較，最后確定最優(yōu)方案。此外，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，需設計專用夾具。 關鍵詞：主軸箱；組合機床；夾具 Abstract According to the requirements of the mission design, design for wallboard machine and special fixture for the design specification is described. The main contents include aggregate machine-tool craft plan formulation, combined machine tool configuration choice, aggregate machine-tool system design and main shaft case design. The full text mainly includes overall design and main shaft box combination milling machine design two parts. The overall design of machine tool is mainly in the selected process and determine the basis of machine tool configuration, structure scheme to determine the "three charts and a card", the headstock design according to "three charts and a card", reorganizes the compilation to leave the headstock primitive basis chart, the key analysis transmission system, through the comparison of various schemes, and finally to determine the optimal scheme. In addition, in order to improve labor productivity, reduce labor intensity, guaranteed the processing quality, need to design special jig. Keywords: spindle box; modular machine tool; fixture 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 本課題研究的意義 1 1.2 組合機床總體設計 1 1.2.1 組合機床的簡述 1 1.2.2 組合機床的發(fā)展趨勢 2 2 組合機床的總體設計 4 2.1 組合機床方案的制定 4 2.1.1制定工藝方案 4 2.1.2確定配置形式及結構方案 5 2.2 確定切削用量及選擇刀具 7 2.2.1確定工序余量 7 2.2.2選擇切削用量 7 2.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率 7 2.2.4選擇刀具結構 8 2.3 鉆孔組合機床總設計“三圖一卡”的編制 8 2.3.1 平衡軸工序圖 8 2.3.2 加工示意圖 10 2.3.3機床聯(lián)系尺寸圖 14 2.3.4生產(chǎn)率計算卡 16 3 主軸箱的設計 18 3.1 主軸箱的設計 18 3.1.1繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖 18 3.1.2齒輪模數(shù)選擇 19 3.1.3主軸箱的傳動設計 19 3.1.4繪制傳動系統(tǒng)圖 21 3.2 傳動軸的直徑估算 22 3.2.1 確定各軸轉速 22 3.2.2傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 23 3.2.3 鍵的選擇 23 3.3 傳動軸的校核 23 3.3.1 傳動軸、鍵的校核 23 3.3.2 鍵的校核 24 3.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 24 3.4.1 齒輪模數(shù)的確定 24 3.4.3 齒輪結構的設計 27 3.5 軸承的選用與校核 27 3.5.1 各軸軸承的選用 27 3.5.2 各軸軸承的校核 27 3.6 軸組件設計 28 結 論 30 致 謝 31 參考文獻 32 1 緒論 1.1 本課題研究的意義 據(jù)統(tǒng)計，在車間的平均切削時間普通機床的一般很少超過總工作時間的15%。其余的時間閱讀，裝卸，更換刀具，機床，測量和手術去除鐵等。使用數(shù)控機床雖然可以提高85%，但購買昂貴的。它必須更多地縮短加工時間。不同處理方法具有不同的特點，在鉆孔過程中，鉆孔設備是一種能夠通過少量的投資提高生產(chǎn)力的有效措施。雖然不可調(diào)多軸頭是用于自動線的早期，但僅限于大規(guī)模生產(chǎn)。特別是隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復雜鉆孔專用設備是吸引某人的注意的。1975法國巴黎機床展也反映了這一趨勢增加使用的鉆孔設備。 1.2 組合機床總體設計 1.2.1 組合機床的簡述 組合機床（transfer and unit machine）是以系列化和標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件對一種或多種工件按預先確定的工序進行切削加工的機床。兼有萬能機床和專用機床的優(yōu)點。通用零部件通常占整個機床零部件的70％～90％，只需要根據(jù)平衡軸的形狀及工藝改變極少量的專用部件就可以部分或全部進行改裝，從而組成適應新的加工要求的設備。由于在組合機床上可以同時從幾上方向采用多把刀具對一個或數(shù)個工件進行加工，所以可減少物料的搬運和占地面積，實現(xiàn)工序集中，改善勞動條件，提高生產(chǎn)效率和降低成本。將多臺組合機床聯(lián)在一起，就成為自動生產(chǎn)線。組合機床廣泛應用于需大批量生產(chǎn)的零部件，如汽車等行業(yè)中的箱體等。 加工件總箱或特殊形狀的組合機床。工件的加工，一般不旋轉，相對進給運動的刀具的旋轉運動和刀具和工件，來實現(xiàn)鉆孔，擴孔，鉆孔，擴孔，鉆孔，銑削平面，內(nèi)、外螺紋切削加工圓等。夾緊工件的加工頭旋轉組合機床，由刀具作進給運動，也可達到一定的旋轉部件（如飛輪，汽車后橋等）的循環(huán)和過程。 組合機床通用組件分為功率元件，支撐部分，傳輸部分，控制部分和附件5。功率部件的機器提供主運動和進給運動，主電源箱（將轉移到主軸箱電機的旋轉運動），切割頭（安裝在主軸上，用于每一步處理），動力滑臺（對配電箱或切割頭，該安裝為了實現(xiàn)進給運動安裝）；動力滑臺進給機構，切割頭或夾具的支撐件，側基，中間底座，支架，可調(diào)支架，柱和柱底；用于輸送工件或主軸箱部件的處理站的傳輸，主要分度回轉臺的，分度回轉工作臺，工作臺分度滾筒往復；控制部件，用于控制機自動循環(huán)組成，液壓站，電氣柜和控制表等。單工位組合機床根據(jù)表面的數(shù)量被加工，單面，雙面，三面和四4，通常只能在同一時間，一個處理，每個處理現(xiàn)場；多工位組合機床回轉工作臺，往復工作臺，長柱型和滾筒式4種，可多個處理站點。通用部件按功能可分為動力元件，支撐部分，傳輸部分，控制部分和輔助部件五類。 1.2.2 組合機床的發(fā)展趨勢 組合機床現(xiàn)代發(fā)展的方向主要有以下幾個特點： A、組合機床品種的發(fā)展重點。在這種特殊的機床，旋轉組合機床及自動線中占有非常重要的地位。因為這兩種類型的機床的工件可以把許多進程分配到多個處理站，還可加工，工件從另外多個方向，而且通過分度夾具（在轉盤機）或轉折點. B、自動線節(jié)拍時間進一步縮短。目前，對汽車和輕型卡車的特點是大批量生產(chǎn)，發(fā)動機的輸出通常是600000左右，這樣的大批量生產(chǎn)的實現(xiàn)，旋轉組合機床和自動線在運行三班，一般為20 ~ 30秒鐘的時間，當零件的生產(chǎn)批量當機器周期時間短，甚至。自動線短射，主要是通過縮短時間和輔助時間?？s短時間的主要途徑是新的刀具材料和刀具在小說中的使用，通過提高切削速度和進給率和縮短時間?？s短輔助時間主要包括工件輸送，縮短時間處理模塊和處理模塊由一個快速導入工作切割工件花后。為了縮短這部分空氣的旅行時間，提高工件（常用的工件直接輸送）輸送速度和處理模塊或夾移動速度。目前，托盤輸送速度可以達到60米/分鐘或更高，處理模塊移動到40m／min的速度。 C、組合機床柔性化進展迅速。十多年來，為機床的汽車業(yè)的一個重要用戶的組合，以滿足人們的個性化需求，汽車變型品種不斷增加，許多品種的競爭已經(jīng)成為汽車市場的競爭特點，使機床制造業(yè)面臨挑戰(zhàn)。為了適應多品種生產(chǎn)，傳統(tǒng)的剛性組合機床和自動線的一種處理必須增加靈活性。柔性組合機床主要是通過數(shù)字控制技術的使用來實現(xiàn)的。對機床和柔性自動線的柔性組合發(fā)展的一個重要前提是數(shù)控加工模塊的開發(fā)，有著悠久的加工中心的數(shù)控加工模塊的技術發(fā)展提供了經(jīng)驗的歷史。由數(shù)控加工模塊的柔性組合機床和柔性自動生產(chǎn)線，可實現(xiàn)自動換刀，自動更換多軸箱和改變加工范圍，工作周期，切削參數(shù)和加工位置通過和數(shù)控程序更改應用程序，不同品種的加工。 D、提高加工精度。特別是80年代中期以來，汽車制造業(yè)，提高車輛的制造公差的競爭力，關鍵部件的不斷收緊了引擎，并通過計算機輔助測量和分析方法，以及設備能力測試來提高其產(chǎn)品的質(zhì)量。這無疑提出了更高的要求，對機床和自動線的組合。組合機床廠為了滿足加工精度要求高的用戶，提高自動線和新的監(jiān)測精度。 電子，自動化程度的提高。在過去的十年中，為了進一步提高工件的加工精度，在生產(chǎn)過程中，工件減少中間存儲，處理和縮短生產(chǎn)周期時間，工件的加工過程中的一些非加工過程（如清洗過程，測量，裝配和測試泄漏）的生產(chǎn)系統(tǒng)集成到自動線、自動線，為了實現(xiàn)全面自動化加工，表面處理，測量和裝配過程。 F、應用技術趨勢，其他。在機床行業(yè)在發(fā)達國家，該技術得到了越來越廣泛的應用。在國外許多企業(yè)的機床和CAD技術推廣設計，機床的設計已被廣泛用于CAD工作站，在設計室很難看到傳統(tǒng)的繪圖板。CAD除了繪圖工作，和剛度分析組件（有限元方法），該組合機床和自動線的比較和選擇的設計方案，以及報價等方面得到了廣泛的應用，以提高設計質(zhì)量，縮短設計周期大大。此外，許多外國公司形成了一系列的模塊和通用性的高度是機和自動線的組合（通常大于90%），機床和自動線輸送進一步縮短組合。 32 2 組合機床的總體設計 2.1 組合機床方案的制定 2.1.1制定工藝方案 加工技術將確定組合機床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，夾具的總體布局和結構。因此，在計劃的過程中，我們必須要平衡軸的分析，和現(xiàn)場的形狀，尺寸，材料，硬度，剛度的深入了解，表面粗糙度的加工精度，加工零件的結構特點，和定位，夾緊方法，過程，和切割工具，生產(chǎn)力的場景，環(huán)境和條件等。與國內(nèi)外相關技術資料的收集，制定合理的工藝。 根據(jù)平衡軸平衡軸的零件圖（圖2.1），加工十四個孔的工藝過程如下： (1)技術要求。 12個直徑為Φ14.5mm，其他2個Φ10mm。 工件材料為42CrMo， 假設年產(chǎn)量5萬件，2班制生產(chǎn)，每班6小時，每年工作300天。 (2) 工藝分析 加工孔的位置度公差=0.05mm。 根據(jù)精度要求，決定用下列加工方案： 一次性加工 孔徑=Φ14.5mm Φ10mm的通孔。 (3) 選擇定位基準、選擇夾緊點 此零件上的孔，以上表面限制三個自由度和右端面限制3個自由度，中間孔通過螺桿起到夾緊的作用。 2.1.2確定配置形式及結構方案 (1)平衡軸的加工精度 平衡軸需要過程完成機器的組合，應保證加工精度，根據(jù)制造機方案。平衡軸鉆孔的精度要求較高，鉆井機。為了機ra1.6um孔的表面粗糙度，改善原機的制造精度和工件的定位精度和減少夾緊變形的對策研究。因此，該機通常采用的尾部安裝的齒輪傳動裝置，進給采用液壓系統(tǒng)，平衡軸圖如圖2.1所示 圖2.1 平衡軸 (2) 平衡軸的特點 此平衡軸的材料是42CrMo、硬度HB170～241、孔的直徑為Φ14.5mm。采用多孔同步加工，的剛度是足夠的，少力，振動，和工件變形的影響可以忽略不計的加熱。 此零件的加工特點是中心線與定位基準平面是垂直的，并且定位基準面是水平的，工件小，孔分布密集，主軸箱體積較大，一次鉆孔，選鉆床。 (3) 零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、在自動線或組合機床設計的小批量生產(chǎn)的特點。根據(jù)50000件的年生產(chǎn)能力的生產(chǎn)程序設計的要求，從工件的形狀和輪廓尺寸，以減少處理時間，采用多軸，以減少機床數(shù)量，過程在一臺機器上完成，為了提高利用率。 (4)使用條件 根據(jù)車間布局，組合機床的使用選擇合適的組合機床工藝連接，技術能力和自然條件和要求。 基于上述特點：結構，平衡軸類零件加工的零件，尺寸精度，表面粗糙度和技術要求，定位，夾緊方法，過程，和機床的總體布局和技術性能等的影響因素，最終決定設計多工位同步鉆床。 2.2 確定切削用量及選擇刀具 2.2.1確定工序余量 Φ14.5mm的孔在鉆孔時，直徑上工序間余量均為0.2mm。 2.2.2選擇切削用量 同一軸箱上的刀具軸可設計成同轉速和同的每轉 進給量（mm/r）與其適應。以滿足直徑的加需要，即： …………………………………2.1 式中： … =各軸轉速（r/min） =各軸進給量（mm/r） =動力滑臺每分鐘進給量（mm/min） 由于加工精度，平衡軸鉆孔工件材料，工作條件，技術要求，按照經(jīng)濟原則選擇滿足加工要求，檢查表法：鉆頭直徑D = 14.5毫米，進給速度，切削V = 18m／min f = 0.2mm/r速度. 2.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率 經(jīng)查表 切削力，扭矩，切削功率的計算如下： 切削力： =26…………………………2.2 =26×14.5×× =4372N 切削扭矩： =10………………………2.3 =10××× =30463.4N·mm 切削功率： =……………………………2.4 =30463.4×18/(9740×3.14×14.5) =0.717kw 2.2.4選擇刀具結構 由于平衡軸布氏硬度hb170-241，孔徑d高速鋼鉆頭的14.5mm刀具材料（W18Cr4V），為了使工作可靠，加工簡單，的麻花鉆直徑14.5mm選擇標準?？准庸さ毒唛L度應確保在工具和導套的末端之間的螺旋槽加工結束30 ~ 50mm范圍，以排出切屑與刀具磨損已調(diào)整了一定量的。 2.3 鉆孔組合機床總設計“三圖一卡”的編制 內(nèi)容包含： 繪制平衡軸工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。 2.3.1 平衡軸工序圖 1、平衡軸工序圖的作用及內(nèi)容 平衡軸工序圖如2.2所示。 圖上要內(nèi)容： （1）平衡軸的形狀，尺寸和機加工零件，精度，表面粗糙度，形狀和位置精度等技術要求，以及工作程序和技術要求。 （2）定位基準選擇定位夾緊，夾緊方向的過程。 （3）平衡軸的名稱，數(shù)量，材料，硬度和加工件與津貼。 2.繪制平衡軸的工序圖 （1）為了使平衡軸畫面清晰，必須通過處理這臺機器的內(nèi)容。繪制時，要按一定比例，選擇足夠的視圖和剖面看，優(yōu)秀的處理站點（用粗實線），和零件和機床的輪廓，重行標記的夾具設計。如在參考2.2位置，機械夾緊位置和方向，輔助支持由符號部規(guī)定（細實線）表清楚，所有的程序來確保尺寸，角度等，應使用尺寸的數(shù)值表示。 圖2.2平衡軸工序圖 （2）和定位基準加工零件的注射位置大小，為了便于加工和檢驗，有時為選定的定位基準與設計基準不重合，應處理網(wǎng)站的轉換位置精度要求。 2.3.2 加工示意圖 1、加工示意圖內(nèi)容 圖2.3為平衡軸鉆孔的加工示意圖 圖2.3加工示意圖 在圖上應標注的內(nèi)容： 要在地圖上的標記的內(nèi)容： （1）切削加工方法，機床消費，流通和工作行程。 （2）工件和夾具之間，刀具和主軸箱端的距離。 （3）結構式軸，大小和延伸長度；工具的類型，大小和結構尺寸，連桿，數(shù)量導向裝置；與工具和導向裝置，連接工具，連接桿，軸，刀具應根據(jù)加工結束位置映射。 2，繪制加工示意圖在計算圖 （1）刀具的選擇 刀具的選擇考慮到加工的尺寸精度，表面粗糙度，裁剪和生產(chǎn)力的要求和其他因素。刀具的選擇，正如前面提到的，這是沒有討論。 （2）導套的選擇 所以正確的選擇式導向裝置，合理確定規(guī)模，精度，是組合機床設計的重要內(nèi)容，也是解決必須處理內(nèi)容繪制示意圖。 1）選型指南根據(jù)刀具導向部分的直徑和V = 18m/min刀具導向線速度，固定式導向選擇。 2）根據(jù)刀具的直徑選擇固定導向裝置導向套參數(shù) 表2.1 固定導向裝置標準尺寸表 d d1 D D1 D2 l l1 l2 l3 l4 L5 14.5 14.5 40 30 34 150 40 14.5 12 17 46 表2.2 固定裝置配合表 導向 類別 工藝 方法 D D D1 刀具導向 部分外徑 固定 導向 鉆孔 G7（或F8） H7/g6 H7/n6 g6 固定導向裝置的布置圖見圖2.4 圖2.4 固定導向裝置的布置圖 （3）初定軸類型、尺寸、外伸長度 由于軸材料為40Cr，剪切模量G = 81.0gpa，剛性軸PSI＝1／4（0）／m，所以B 2.316，根據(jù)軸徑剛性條件計算： dB……………………………………2.59 式中： d=軸直徑（mm）（24.65） T=軸所承受的轉矩（N·mm） B=系數(shù) 本設計中軸直徑d=14.5mm,軸外伸長度為：L=115mm，D/為40/28。 （4）選擇刀具接桿 由以上可知，各軸延伸的主軸箱是一定值，和刀具長度是一定值，因此，確保機床主軸箱也可以達到加工結束位置，需要調(diào)節(jié)桿設置軸和工具之間，它可以在組合機床的調(diào)整連接桿的調(diào)整解決，連接桿如圖2.5所示， 圖2.5 可調(diào)連接桿 根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表2.3所示： 表2.3 可調(diào)接桿的尺寸 d D1(h6) d2 d3 L l1 l2 l3 螺母 厚度 28 Tr28×2 莫氏1號 12.061 36 14.55 51 42 50 12 （5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從加工結束端到端的所有鏈接的大小來確定的表面之間的最小距離，加工示意圖連接尺寸如圖2.3所示。其中一個最重要的連接尺寸工件表面的主軸箱面之間（圖中尺寸321mm），它等于刀具懸伸長度，厚度，眼軸長度延長螺母和連接桿的長度（可調(diào)）和減去加工，孔的深度和切出的價值。 （6）工作進給長度的確定 如圖2.6工作進給長度應等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。誤差大時取大值，因此取=8mm，切出長度=1/3d+(3～8)= x14.5+712mm，所以=8+12+12=32mm. （7）快進長度的確定 不考慮實際加工，加工，確保有表面和尖端之間有足夠的空間，也是快速返回行程應確保所有工具已經(jīng)撤退到夾套不影響工件的裝卸。在這里，采取快速返回行程120mm，倒帶的長度等于快速引進工作，因此快速長度120-45 = 75mm。 2.3.3機床聯(lián)系尺寸圖 圖2.7 機床聯(lián)系尺寸圖 1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 如上圖所示，機床聯(lián)系尺寸圖包括機床布局的大小，電機，功率元件的規(guī)格，大會并與工件的尺寸參數(shù)與電機，和特殊部件之間的零件尺寸。 2、選用動力部件 選用動力部件要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。 （1）滑臺的選用 1）驅(qū)動形式的確定 2）確定軸向進給力 滑臺所需的進給力 =∑=8×4372=34976N 式中： =各軸加工時所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺工作時，除了克服各軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進給力應大于＝34.976KN。 3）確定進給速度 本系統(tǒng)中進給速度=n·f=18mm/min。所以選擇1HY32ⅡA液壓滑臺，工作進給速度范圍20～650mm/min，快速速度10m/min。 4）確定滑臺行程 即：行程L＞120+20+80=220mm，取L＝500mm。綜合上述條件，確定動力滑臺型號1HY32ⅡA,以及相配套的滑臺底座（1CC321型）。 （2）由下式確定動力箱的選用 動力箱要依據(jù)電動機功率來選用，在主軸箱沒有設計之前，可算 ＝／η……………………………2.6 ＝8*0.717／0.8 ＝7.1 KW 式中：η=主軸箱傳動效率，加工黑色金屬時η＝0.8～0.9；有色金屬時η＝0.7～0.8，本系統(tǒng)加工42CrMo，取η＝0.8． 動力箱的電動機功率應大于計算功率，結合轉速大小選擇。選用電動機型號為Y132M1-6的1TD32I型動力箱，動力箱輸出軸至箱底面高度為180mm。要技術參數(shù)如下表： 表2.4電機型號及參數(shù) 電機傳動型號 轉速范圍（r/min） 電機功率（） 配套軸部件型號 電機轉速 輸出轉速 D50 Y160M-6 970 470 7.5 1HY32ⅡA,1CC321,1CD321 3、配套支承部件的選用 立柱底座1CD322。 4、確定裝料高度 裝卸工件高度安裝表面，從機床的垂直距離的底面，目前的組合機床設計，裝料高度根據(jù)H = 580 ~ 1060mm具體情況，該系統(tǒng)以裝載高度為800mm。 5、中間底座輪廓尺寸 中間基滿足滑在上面的連接需要的外形尺寸，考慮到連接的柱腳。因此，中間底座采用側基1cd321。 6、確定主軸箱輪廓尺寸 機床主軸箱配置630nm的總厚度，根據(jù)標準尺寸的選擇的寬度和高度。計算時，主軸箱的寬度和高度H可確定為：B = 630，H = 400 根據(jù)計算值，根據(jù)箱外形尺寸系列標準，最后確定軸箱輪廓尺寸B×H=630×400mm。 2.3.4生產(chǎn)率計算卡 計算如下： 切削時間： T切= L/vf+t?！?.7 表2.5 生產(chǎn)率計算卡 3 主軸箱的設計 3.1 主軸箱的設計 3.1.1繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖 從“三圖一卡”來設計主軸箱原始依據(jù)圖 兩個定位頭架的身影在銷孔中心線為橫坐標，工件孔對稱，選擇垂直盒為縱坐標，相對位置尺寸的輪廓尺寸和電源箱傳動軸的坐標系統(tǒng)。軸部逆時針旋轉（面對軸視圖）。 過程中的軸的內(nèi)容，以及切削參數(shù)模型的性能參數(shù)和軸的尺寸和功率元件如3.1所示： 表3.1 軸外尺寸及切削用量 軸號 軸外伸尺寸 工序 內(nèi)容 切削用量 D/d L N （r/min） V (m/min) f (mm/r) Vf (mm/min) 1、2、 3、4 5、6 7、8 40/28 115 鉆Φ14.5 415 18 0.18 74.7 注：1．平衡軸編號及名稱：箱體材料：42CrMo JB297-62；硬度: HB170-241， 前、后、側蓋等材料為HT150 2．動力部件型號：1TD32I動力箱，電動機型號Y160M-6；功率P＝7.5kw。 3.1.2齒輪模數(shù)選擇 本組合機床要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承軸。 齒輪模數(shù)m可按下式估算： m=(30～32)=32×≈2.45……………2.11 式中：m=估算齒輪模數(shù) P=齒輪所傳遞的功率（kw） Z=對嚙合齒中的小齒輪數(shù) N=小齒輪的轉速（r/min） 為了模數(shù)計算還需要滿足中心距的關系 主軸箱輸入齒輪模數(shù)取m=2.5。取m=2.5齒輪分配可以圓整 3.1.3主軸箱的傳動設計 （1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖3.2），畫出驅(qū)動軸、軸坐標位置。如下表： 表3.2 驅(qū)動軸、軸坐標值 坐標 銷O1 驅(qū)動軸O 軸1 軸2 軸3 軸4 X －175 0 37 37 -37 -37 Y 0 86.5 103.5 14.59.5 14.59.5 103.5 （2）確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) 圖3.2 齒輪的最小壁厚 2）傳動軸2為軸1，2，3，4都各自在同一同心圓上。 主軸箱的齒輪模數(shù)估算 ………………………2.14.5 輸入齒輪模數(shù)取m=4。用降速傳動。軸齒數(shù)選Z=21，傳動齒輪用z=22齒的齒輪，變位系數(shù)。傳動軸的轉速為: …………………………2.15 傳動軸直徑都選取40，這樣為了減少傳動軸種類和設計題目需要由于傳動軸轉速是，則驅(qū)動軸至傳動軸的傳動比為: ……………………………2.16 所以選擇兩級傳動：一級為1.0×1.0;二級為1.4×1.0。 驅(qū)動軸直徑=40mm，查手冊《手冊》得：t=33.3mm,當m=3時，驅(qū)動軸上的齒數(shù)為： Zmin≥………2.17 去驅(qū)動齒輪齒數(shù)Z=24。 通用的齒輪材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。本機床齒輪的選用按照下表選用 表2.8齒輪種類及參數(shù) 齒輪種類 寬度（mm） 齒 數(shù) 模數(shù)（mm） 孔徑（mm） 驅(qū)動軸齒輪 24 32 17～50連續(xù) 17～70 2、2.5、3 2、2.5、3、4 15、20、30、35、40 14.5、30、35、40、50 傳動軸齒輪 44（B型） 21-24 3 14.5、30、35、40、50 輸出軸齒輪 32 21-24 3 18、22、28、32、36 計算各軸轉速使各軸轉速的相對轉速損失在5%以內(nèi)，由公式：V= 知： n1=n2=n3=n4=18x1000/3.14.5/14.5=415r/min…………………2.18 3.1.4繪制傳動系統(tǒng)圖 傳動系統(tǒng)圖是用以確定的傳動軸將驅(qū)動軸和各軸連接起來，如圖3.3所示 圖3.3 鉆孔主軸箱傳動系統(tǒng)圖 圖中第Ⅰ排為傳動軸齒輪、驅(qū)動軸齒輪。 3.2 傳動軸的直徑估算 除了滿足強度要求的傳動軸，也應滿足剛度要求的強度要求，以確保在重復載荷和扭轉載荷下的疲勞失效的無軸。高精度機床傳動系統(tǒng)，大變形是不允許的。因此，在一般的疲勞強度是不矛盾的，除了負荷大，不能在軸的強度校核。剛度要求，保證軸的載荷作用下不發(fā)生大變形。因此，必須保證傳動軸具有足夠的剛度。 3.2.1 確定各軸轉速 計算轉速是傳動件能傳遞全部功率的最低轉速。各傳動件的計算轉速可以從轉速圖上確定。 3.2.2傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 當軸上有鍵槽時，d值應相應增大4～5%;當軸為花鍵軸時，可將估算的d值減小7%為花鍵軸的小徑;空心軸時，d需乘以計算系數(shù)b，b值見【5】表7-12。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值：，和在后文給定，軸采用光軸，軸和軸因為要安裝滑移齒輪所以都采用花鍵軸。查【15】表5-3-30的矩形花鍵的基本尺寸系列，軸花鍵軸的規(guī)格；軸花鍵軸的規(guī)格。 3.2.3 鍵的選擇 查【4】表6-1選擇軸上的鍵，根據(jù)軸的直徑，鍵的尺寸選擇，鍵的長度L取22。軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為，鍵的長度L取100。 3.3 傳動軸的校核 驗算傾角時，若支撐類型相同則只需驗算支反力最大支撐處傾角；當此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時，則齒輪處傾角不必驗算。驗算撓度時，要求驗算受力最大的齒輪處，但通?？沈炈銈鲃虞S中點處撓誤差<%3。 3.3.1 傳動軸、鍵的校核 ①Ⅰ軸的校核：選擇中間齒輪嚙合來進行校核 最大撓度： 查【1】表3-12許用撓度； 。 ②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 3.3.2 鍵的校核 鍵和軸的材料是45，由【4】表6-2查的許用擠壓應力中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式（6-1）可得 可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 3.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 3.4.1 齒輪模數(shù)的確定 計算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動，查選用7級精度，由同表10-1選擇小齒輪材料為40C(調(diào)質(zhì))，硬度=280HBS： 根據(jù)【5】表7-17公式： ①齒面接觸疲勞強度： ②齒輪彎曲疲勞強度： ⑴、a變速組：分別計算各齒輪模數(shù)，先計算最小齒數(shù)28的齒輪。 ①齒面接觸疲勞強度： 其中: -公比= 2； P-= 0.967.5=7.2KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允接觸應力，由【5】圖7-6按MQ線查取; -計算齒輪計算轉速; K-載荷系數(shù)取1.2。 =650MPa， ∴ 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為2.5mm 。 齒輪彎曲疲勞強度： 其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應力，由【5】圖查??； -計算齒輪計算轉速; K-載荷系數(shù)取1.2。 ， ∴ ∴ 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為2.5mm 。 ∵所以 于是變速組a的齒輪模數(shù)取m = 2.5mm，b =24mm。 ⑵、b變速組：確定另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先算最小齒數(shù)18的齒輪。 齒面接觸疲勞強度： 其中: =4； P = 0.9227.5=6.915KW； =； -齒輪許允接觸應力，由【5】圖7-6按MQ線查取; -計算齒輪計算轉速; K-載荷系數(shù)取1.2。 =650MPa， ∴ 因值改變不多，所以參數(shù)，，等值不必修正。 ⑷、標準齒輪參數(shù)： 查以下公式 （齒頂圓直徑） ； （齒根圓直徑）； （分度圓直徑） ； （齒頂高） ； （齒根高） ； 3.4.3 齒輪結構的設計 通過齒輪傳動強度的計算，只能確定出齒輪的要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結構形式及尺寸大小，通常都由結構設計而定。根據(jù)【4】圖10-39（a） 齒輪10、12和13結構尺寸計算如下： ①齒輪8結構尺寸計算， ； ； ；； ； 3.5 軸承的選用與校核 3.5.1 各軸軸承的選用 3.5.2 各軸軸承的校核 ⑴、Ⅰ軸軸承的校核 Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6206，根據(jù)設計要求，應該對Ⅰ軸未端的滾子軸承進行校核。 ①齒輪的直徑 ②Ⅰ軸傳遞的轉矩 ∴ ③齒輪受力 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為: 在水平面： 在水平面： ∴ ④載荷系數(shù)，取，則有： ⑤軸承的壽命計算:所以按軸承的受力大小計算壽命 故該軸承6206能滿足要求。 ⑵、其他軸的軸承校核同上，均符合要求。 3.6 軸組件設計 軸的結構應滿足使用要求和結構，并能保證軸組件具有更好的性能。軸的結構影響因素更為復雜，很難準確地確定計算方法。通常，按照要求和結構要求，同一類型的規(guī)格機筒的類比分析，初步選定的大小，然后通過結構設計完成后，進行必要的檢查或測試，如不能滿足要求，調(diào)整大小，直到滿意為直。 結構尺寸的軸。雖然很多，但起決定作用的尺寸：直徑，直徑D，和支持跨距L。 結 論 本項目研制的鉆孔組合機床，用于加工的14軸孔的平衡。在開發(fā)過程中，針對加工過程中的難點是關鍵。在設計的鉆井采取了一系列措施，以保證加工精度的孔加工。完成以下工作： 過程14孔，1的平衡軸進行了分析，在8孔加工技術提出的要求。 2，刀具的參數(shù)的適當選擇，結構參數(shù)和液壓傳動動力頭。 3，液壓驅(qū)動動力頭、主軸箱進給工件，兩站的運動。液壓滑臺進給周期。分析表明，它可以滿足工藝要求。 4，對穩(wěn)定可靠，鉆模板主軸箱的設計，從而保證孔的位置精度。 5，根據(jù)一般的，經(jīng)濟的原則，切削工具的選擇，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。 鉆孔組合機床的設計，保證孔的加工質(zhì)量，提高工作效率3倍以上，加工成本大大降低。 這項工作還存在許多值得完善的地方，例如：夾緊定位，由人工完成，效率低；自動化程度有待提高等問題。這些問題，通過改進設計，改進技術，不斷的實踐，總結，肯定會有提高。 致 謝 本畢業(yè)設計是在老師的指導下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識，嚴謹?shù)娘L格，高度的責任感。在做設計的過程中也遇到了很多問題，老師給了我很多的關心和幫助，并總是問指導我們的設計過程。 畢業(yè)設計是大學知識的綜合運用，相關的專業(yè)知識，是知識在實踐中的應用。通過本次畢業(yè)設計，使我的專業(yè)知識是在原有的基礎上鞏固和提高，也不能沒有老師和同學的幫助。分析設計是在老師的指導下完成的，在分析過程中，的老師給了我很大的鼓勵，在設計和分析使我感到更多的設計思路，提高我們的學習能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的畢業(yè)設計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。課程設計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。因為畢業(yè)的時候，很多人應該知道的地方都沒有時間去仔細地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因為在實際生產(chǎn)生活，工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻。 通過這次的畢業(yè)設計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。設計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。說實話，畢業(yè)設計真是有點累了。然而，其設計結果，畢業(yè)設計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。 參考文獻 [1] 謝家瀛 .組合機床設計簡明手冊 .北京:機械工業(yè)出版社，1992 [2] 金振華 .組合機床及其調(diào)整與應用 .北京:機械工業(yè)出版社，1990 [3] 李慶余,張佳 .機械裝備設計 .北京:機械工業(yè)出版社，2003 [4] 顧維邦 .金屬切削機床概論 .北京:機械工業(yè)出版社，2002 [5] 戴曙 .金屬切削機床設計 .北京:機械工業(yè)出版社，1993 [6] 華東紡織工學院,哈爾濱工業(yè)大學,天津大學 .機床設計圖冊 .上海:上?？茖W技術出版社，1984 [7] 徐景輝 .機床裝配 .四川:四川人民出版社，1982 [8] 儲凱,許斌 .機械工程材料 .重慶:重慶大學出版社，2002 [9] 邱宣懷 .機械設計 .北京:高等教育出版社，2003 [10] 吳宗澤 .機械設計實用手冊 .北京:化學工業(yè)出版社，2000 [11] 龔桂 .機械設計課程設計指導書 .北京:高等教育出版社，1990 [12] 章宏甲,黃誼 .液壓傳動 .北京:機械工業(yè)出版社，2003 [13] 左健民 .液壓與氣壓傳動 .北京:機械工業(yè)出版社，2002