組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì).ppt

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1、第四章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì),第一節(jié) 概述 一 主軸箱的用途及分類 主軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一。按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零部件組成。 其主要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求， 安排各主軸位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力 部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn) 向。,主軸箱是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量、位置，切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。 其動(dòng)力來(lái)源于通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝在進(jìn)給滑臺(tái)上，將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給主軸，使 之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速，可完成鉆孔、 擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、銑削等加工工序。,1 主軸箱一般具有多根主軸，同時(shí)對(duì)一列孔系進(jìn)行加工。但也

2、有單軸的，用于鏜孔居多。 2 主軸箱按結(jié)構(gòu)大小，可分為大型主軸箱和小型主軸箱兩大類。大型主軸箱又分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）主軸箱和專用主軸箱兩種。 3 通用主軸箱結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動(dòng)件。 4 專用主軸箱結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)，故專用主軸箱通常指“剛性主軸箱”， 即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺(tái)導(dǎo) 軌來(lái)保證加工孔的位置精度。 5 大型主軸箱和小型主軸箱，這兩種主軸箱的設(shè)計(jì)方 法基本相同。 下面僅介紹大型通用主軸箱的設(shè)計(jì)。,二、通用主軸箱的組成,1主軸箱的組成 大型通用主軸箱在生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣，常見(jiàn)的有： 通用主軸箱由通用零件，

3、如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、 傳動(dòng)齒輪、軸套和附加機(jī)構(gòu)等組成。,1 鉆削類主軸箱；,2 攻絲類主軸箱；,3 鉆、攻復(fù)合主軸箱。,其基本結(jié)構(gòu)如圖41所示。,圖中主軸箱體17、前蓋20、后蓋15、上蓋18、側(cè)蓋14等為箱體類零件； 通常臥式主軸箱的厚度為325 mm，立式主軸箱的厚度為340 mm 。 主軸4、傳動(dòng)軸6、手柄軸7、傳動(dòng)齒輪11、動(dòng)力箱或電動(dòng)機(jī)齒輪13等為傳動(dòng)類零件。 葉片泵12、分油器16、注油杯22、排油塞21、油盤19（立式主軸箱不用）和防油套10等為潤(rùn)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（后蓋用90 m

4、m厚時(shí)）或兩排（后蓋用125 mm厚時(shí)）24 mm寬的齒輪。 通用主軸箱基型后蓋厚度為90 mm ，如只有電機(jī)軸安排第排齒輪，可選用厚度為50 mm的后蓋，此時(shí)后蓋窗孔應(yīng)加以擴(kuò)大，如圖42所示,,（1）主視圖用點(diǎn)劃線表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標(biāo)注羅馬數(shù)字表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 （2）展開(kāi)圖每根軸、軸承、齒輪等組件可只畫(huà)軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫(huà)一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號(hào)；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。,2主軸箱總圖繪制方法及特點(diǎn),,,,,,,,,二、

5、主軸箱通用零件,主軸箱通用零件的編號(hào)方法如下： 口 T 07 零件順序號(hào) 順 序 號(hào) 小 組 號(hào) 類 別 號(hào) 字 頭 規(guī) 格 T07或1T07系指與TD或1TD系列動(dòng)力箱配套的主軸箱 通用零件。,,小組號(hào)： 1主軸箱體類零件； 2主軸類零件； 3傳動(dòng)軸類零件； 4齒輪類零件。,, 順序號(hào)和零件順序號(hào)表示的內(nèi)容隨類別號(hào)和小組號(hào)的不同而不同。,如 500400T071111，表示寬500 mm、高400 mm的主軸箱體； 30T072141,表示用圓錐滾子軸承、直徑為40 mm的傳動(dòng)軸；32520T074191，表示模數(shù)為3 mm

6、、齒數(shù)為25 、孔徑為20mm 、寬度為32mm的齒輪。, 與1TD系列動(dòng)力箱配套的主軸箱通用零件標(biāo)記時(shí)，原T07改標(biāo)為1T07，通用零件規(guī)格與1T07間用“”分開(kāi)；,如 6304001T071111，表示寬為630 mm 、 高400 mm的主軸箱體； 251T072241，表示用球軸承，直徑為25 mm的 鉆削類主軸。,1. 通用箱體類零件,主軸箱的通用箱體類零件采用灰鑄鐵材料，箱體材料為HT200 ，前蓋、后蓋、側(cè)蓋等材料為HT150。 主軸箱基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（GB3668.183）規(guī)定，名義尺寸用相應(yīng)滑臺(tái)的寬度表示，主軸箱體寬度和高度根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格按 表41進(jìn)行選擇。,主軸箱的

7、標(biāo)準(zhǔn)厚度為180 mm ； 用于臥式主軸箱的前蓋厚度為55 mm ，用于立式主軸箱的前蓋，因兼作油池用，故加厚到70 mm ； 基型后蓋的厚度為90 mm ，變形后蓋厚度為50 mm 、100 mm和125 mm三種，應(yīng)根據(jù)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力部件與主軸箱的連接情況合理選用。 如只有電機(jī)軸安排或排齒輪，可選用厚度為50 mm或100 mm的后蓋，此時(shí)，后蓋窗口應(yīng)按齒輪外廓加以擴(kuò)大，如圖42所示。,2. 通用主軸,（1）通用鉆削類主軸 按支承型式可分為三種 圓錐滾子軸承主軸 球軸承主軸 滾針軸承主軸,前后支承均為圓錐滾子軸承。這種支承可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配調(diào)整方便，廣泛

8、用于擴(kuò)、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工；當(dāng)主軸進(jìn)退兩個(gè)方向都有軸向切削力時(shí)常用此種結(jié)構(gòu)。,前支承為推力球軸承和向心球軸承、后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承。因推力球軸承設(shè)置在前端，能承受單方向的軸向力，適用于鉆孔主軸。,前后支承均為無(wú)內(nèi)環(huán)滾針軸承和推力球軸承。當(dāng)主軸間距較小時(shí)采用。,按與刀具的連接是浮動(dòng)還是剛性連接，又分為短主軸和長(zhǎng)主軸； 主軸箱前蓋外伸長(zhǎng)度為75（立式為60）mm的圓錐滾子軸承主軸，采用浮動(dòng)卡頭與刀具浮動(dòng)連接配以加長(zhǎng)導(dǎo)向或雙導(dǎo)向，用于鏜、擴(kuò)、鉸孔等工序； 外伸長(zhǎng)度大于75（立式為60）mm的主軸， 因主軸內(nèi)孔較長(zhǎng)，與刀具尾部連接的接觸面加長(zhǎng)，增強(qiáng)了 刀具與主軸的

9、連接剛度、減少刀具前端下垂，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo) 套導(dǎo)向或單導(dǎo)向，用于鉆孔、擴(kuò)孔、倒角、锪平面等工序。 通用鉆削類主軸參數(shù)見(jiàn)表42所示。,短主軸,長(zhǎng)主軸,,（2）攻螺紋類主軸（見(jiàn)圖45） 按支承型式分兩種： 通用攻螺紋主軸系列參數(shù)見(jiàn)表43所示。,1）前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。,2）前后支承均為推力球軸承和無(wú)內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。,主軸材料一般采用40Cr鋼，熱處理C42；滾針軸承主軸用20Cr鋼，熱處理S0.5 C59。表44所示為通用主軸的最小軸間距。,2. 通用傳動(dòng)軸,通用傳動(dòng)軸按用途和支承型式分為圖45所示六種；表45所示為通用傳動(dòng)軸的系列參數(shù)。 通用傳動(dòng)軸一般用45鋼，調(diào)質(zhì)T235；滾針

10、軸承傳動(dòng)軸用20Cr鋼，熱處理S0.5 C59。,3. 通用齒輪,主軸箱用通用齒輪有：傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電動(dòng)機(jī)齒輪三種，材料均采用45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。 通用齒輪的系列參數(shù)見(jiàn)表46 。,采用50 mm厚蓋和100 mm 、125 mm厚的加厚后蓋時(shí)使用,采用90 mm厚的基型后蓋時(shí)使用,A型（寬度為84 mm）,,,B型（寬度為44 mm）,,動(dòng)力箱齒輪,第二節(jié) 主軸箱設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容,主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)機(jī)床質(zhì)量的好壞。 目前主軸箱設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。 由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過(guò)人 機(jī)交互方

11、式，可迅速、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，繪制主軸 箱總圖、零件圖和箱體補(bǔ)充加工圖，打印出軸孔坐標(biāo)及 組件明細(xì)表。,計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)主軸箱,具體內(nèi)容和方法簡(jiǎn)述如下：,一般設(shè)計(jì)法的順序, 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖； 確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸尺寸及齒輪模數(shù)； 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)； 計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)（也可用計(jì)算機(jī)計(jì)算和驗(yàn)算箱體軸孔的坐標(biāo)尺寸）； 繪制坐標(biāo)檢查圖； 繪制主軸箱總圖、零件圖及編制組件明細(xì)表。,圖46所示為雙面臥式鉆孔組合機(jī)床右主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。較簡(jiǎn)單的主軸箱可不畫(huà)原始依據(jù)圖。,一、繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖,,主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。,3）根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速

12、及轉(zhuǎn)向，主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向（面對(duì)主軸看）可不標(biāo)，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。,2）根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。,1）根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制主軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。,4）列表標(biāo)明工件材料、加工表面要求，并注明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸等。,,5）標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及性能參數(shù)等。,二、主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算,,如 鉆孔時(shí)常采用 球軸承主軸； 擴(kuò)、鏜、鉸孔等工序常采用 圓錐滾子軸承主軸； 主軸間距較小時(shí)常選用 滾針軸承主軸。 滾針軸承精度較低、結(jié)構(gòu)剛度及裝配工藝性能都較差，除

13、非軸距限制， 一般不選用。 攻螺紋主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)作軸向移動(dòng)，為獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙鍵結(jié)構(gòu)，不用軸向定位（見(jiàn)圖44）。,1.主軸型式和直徑及齒輪模數(shù)的確定 主軸的型式和直徑主要取決于工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削扭矩。,,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(dòng)軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再驗(yàn)算某些關(guān)鍵軸頸。 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， 即 式中： P齒輪所傳遞的功率，單位為kW ； z一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)； n小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min 。 主軸箱中的齒

14、輪模數(shù)常用2 、2.5 、3 、3.5 、4幾種。 為便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。,,,2.主軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算,主軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括主軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后，主軸箱所需功率P主軸箱按下列公式計(jì)算： 式中： P切削切削功率，單位為kW ； P空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)功率，單位為kW ； P損失與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為kW ；,,（kW）,每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根軸的空轉(zhuǎn)功率按表47確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1% 。,主軸箱所需的進(jìn)給力F主軸箱可按下式計(jì)算：,式中： Fi各主軸所需的軸向切削力

15、，單位為N。 實(shí)際上，為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力， 動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于F主軸箱,,三、主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì),,【1】在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。 【2】盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。 【3】為使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于12（最佳傳動(dòng)比為1 11.5），后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取至13 13.5 ；盡量避免用升速傳動(dòng)。 【4】用于粗加工主軸的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第排，以減少主軸端的彎曲變形。 【5】主軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)

16、軸齒輪傳動(dòng)開(kāi)始就分兩條傳動(dòng)路線，以免影響加工精度。 【6】剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 【7】驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不能超過(guò)兩根，以免給裝配帶來(lái)困難。,對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求,基本方法,最后通過(guò)合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。,然后根據(jù)已選定的各中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；,主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)齒輪排數(shù)排不夠用時(shí)，可以增加排數(shù)，如在原來(lái)排齒輪的位置上排兩排薄齒輪（其強(qiáng)度應(yīng)滿足要求）或在箱體與前蓋之間增設(shè)0排齒輪。 2. 擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法,先把全部主軸中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，

17、在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸；,非同心圓分布一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動(dòng)軸（如一根傳動(dòng)軸帶二根或三根主軸）；,1）將主軸劃分為各種分布類型,（1）同心圓分布 圖47中主軸群1 4的各軸心在同心圓上均布，主軸群5 11在同心圓上不均勻分布。對(duì)這類主軸，可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸，由其上的一個(gè)或幾個(gè)（不同排數(shù)）齒輪來(lái)帶動(dòng)各主軸。,被加工零件上加工孔的位置分布是多種多樣的，但大致可歸納為： 同心圓分布、直線分布和任意分布三種類型。 因此，主軸箱上主軸分布相應(yīng)分為這三種類型。,（2）直線分布 圖48所示主軸按直線分布。對(duì)此類主軸，可在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)傳動(dòng)軸，由其上一個(gè)或幾個(gè)

18、齒輪帶動(dòng)各主軸（如圖49a、b兩種傳動(dòng)方案）。,（3）任意分布 圖410所示為任意分布主軸及傳動(dòng)方案。對(duì)此類主軸可根據(jù)“三點(diǎn)共圓”原理，將主軸1、2、3和主軸4、5、6的軸心分別分布在兩個(gè)同心圓上；主軸7、8可按直線分布方法處置?？梢?jiàn)，任意分布可以看作是同心圓和直線的混合分布形式。,2）確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速按動(dòng)力箱型號(hào)選定；當(dāng)采用動(dòng)力滑臺(tái)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇；動(dòng)力箱與主軸箱連接時(shí)，應(yīng)注意驅(qū)動(dòng)軸中心一般設(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動(dòng)力箱的型號(hào)規(guī)格。驅(qū)動(dòng)軸中心位置在機(jī)床聯(lián)系尺寸圖中已經(jīng)確定。,3）用最少的傳動(dòng)軸及齒輪副把驅(qū)動(dòng)軸和各主

19、軸連接起來(lái)。在主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(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，擬訂傳動(dòng)方案，選定齒輪模數(shù)（估算或類比），再通過(guò)“計(jì)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(dòng)軸的位置及轉(zhuǎn)速。,（1）齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式：,（41） （42） （43） （44）,,,,,,,,式中 ： u嚙合齒輪副傳動(dòng)比； Sz嚙合齒輪副齒數(shù)和； z主、z從分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)； n主、n從分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速， 單位為r/mi

20、n ； A齒輪嚙合中心距，單位為mm ； m齒輪模數(shù)，單位為mm 。,（45）,（46）,（2）傳動(dòng)路線設(shè)計(jì)方法, 當(dāng)主軸數(shù)少且分散時(shí) ，如圖411所示，主軸1、2轉(zhuǎn)速均為320r/min，驅(qū)動(dòng)軸O轉(zhuǎn)速為470r/min（順、逆轉(zhuǎn)向均可）。由圖中已知尺寸可算出驅(qū)動(dòng)軸O1到主軸1或2的中心距A1-0、A2-0和總傳動(dòng)比u總。即：,,,根據(jù)式（41） 式（46）及齒輪參數(shù)系列（表46），便可進(jìn)行齒輪的排列及傳動(dòng)比分配。 單純從u總的值看，理論上用一對(duì)齒輪就能滿足要求，但因中心距較大，且驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪參數(shù)規(guī)定為：z驅(qū)= 2126 ，m = 3或4。 若取m = 4 ，z驅(qū) = 26 ，按A

21、= 198.14 代入式（46）計(jì)算可得主軸上齒輪齒數(shù)z 主軸 =73 ，則相應(yīng)的傳動(dòng)比u總為：,,,顯然u總 = u總 ，即用一對(duì)齒輪傳動(dòng)滿足了軸間距A的要求，卻不能滿足的要求。此時(shí)，可用增設(shè)中間軸的方法解決，如圖412所示，若取m = 4 ， z驅(qū) = 21 ，根據(jù) 則,考慮結(jié)構(gòu)緊湊，惰輪齒數(shù)取z惰= 25 ，中間軸及齒輪位置由作圖或計(jì)算確定，圖412中所設(shè)中間軸及z惰在主軸與驅(qū)動(dòng)軸心連接之下，也可設(shè)在連線之上，但可能要用不同排數(shù)的齒輪傳動(dòng)兩主軸。, 當(dāng)主軸數(shù)量較主且分散時(shí),可將比較接近的主軸分成幾組，然后從各組主軸開(kāi)始選取不同的中間傳動(dòng)軸，分別帶動(dòng)各組主軸，再通過(guò)合攏軸將中間軸和

22、驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)系起來(lái)。 在排列齒輪時(shí)，要注意先滿足轉(zhuǎn)速最低及主軸間距最小的那組主軸的要求。還應(yīng)注意中間軸轉(zhuǎn)速盡量高些，這些扭矩小，且使驅(qū)動(dòng)軸和其它傳動(dòng)軸連接的傳動(dòng)比不至太大。,4）潤(rùn)滑泵軸和手柄軸的安置 主軸箱常采用葉片油泵潤(rùn)滑，油泵供油至分油器經(jīng)油管分送各潤(rùn)滑點(diǎn)（如第排齒輪、軸承、油盤等）。箱體較大、主軸超過(guò)30根時(shí)用兩個(gè)潤(rùn)滑泵。油泵安裝在箱體前壁上，泵軸盡量靠近油池。（吸油高度不超過(guò)400500 mm）；通常油泵齒輪放在第排；以便于維修，如結(jié)構(gòu)限制，可放在第排；當(dāng)泵體或管接頭與傳動(dòng)軸端相碰時(shí)，可改用埋頭傳動(dòng)軸。 主軸箱一般設(shè)手柄軸用于對(duì)刀、調(diào)整或裝配檢修時(shí)檢查主軸精度。手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，

23、其周圍應(yīng)有較大空間。,,,,3. 傳動(dòng)零件的校核,傳動(dòng)系統(tǒng)擬定后，應(yīng)對(duì)總體設(shè)計(jì)和傳動(dòng)設(shè)計(jì)中選定的傳動(dòng)軸頸和齒輪模數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，校核是否滿足工作要求。 1）驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑 按下式計(jì)算傳動(dòng)軸所承受的總轉(zhuǎn)矩T總 ； T總 = T1U1 + T2U2 + + TnUn 式中： Tn作用在第n個(gè)主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為Nm 。 Un傳動(dòng)軸至第n個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比。 2）齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 一般只對(duì)主軸箱中承受載荷最大、 最薄弱的齒輪進(jìn)行接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算。, 把主軸4 、5 、6視為一組同心圓主軸，在其圓心處設(shè)中心傳動(dòng)軸9 ；,4. 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)擬定實(shí)例, 主軸2和泵軸11用中心傳動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)

24、。,將軸9 、7 、10作為一組同心圓，圓心處設(shè)合攏軸8，將軸8與驅(qū)動(dòng)軸O連接起來(lái)，形成主軸箱傳動(dòng)樹(shù)形圖, 把主軸1 、3視為一組直線分布主軸，在兩軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸7 ；,1）擬定傳動(dòng)路線,現(xiàn)以圖4-6為例，對(duì)主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)的步驟和方法作簡(jiǎn)要分析。,圖中主軸1 6為“樹(shù)梢”，驅(qū)動(dòng)軸O為“樹(shù)根”，各分叉點(diǎn)為傳動(dòng)軸7 、8 、9 、10 ，其中軸7 、9 、10為中心傳動(dòng)軸，軸8為合攏傳動(dòng)軸；各軸間的傳動(dòng)副為“樹(shù)枝”，箭頭表示運(yùn)動(dòng)傳遞方向（路線）。顯然，運(yùn)用傳動(dòng)樹(shù)形圖對(duì)主軸箱進(jìn)行傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)較為清晰、簡(jiǎn)便。,2）根據(jù)原始依據(jù)圖46、算出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如表48所示。,3）

25、確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù),（1）確定傳動(dòng)軸9的位置及各齒輪的齒數(shù)傳動(dòng)軸9的位置為主軸4 、5 、6同心圓圓心（尚需略加調(diào)整，詳見(jiàn)圖4-15及說(shuō)明），可通過(guò)作圖 （圖4-14）初定。,先確定轉(zhuǎn)速較低的主軸4與軸9之間齒輪齒數(shù) （即z4和z4）。為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的壁厚a 2m（m為齒輪模數(shù)）。,若取m = 2,z4 = 22 ,則從圖4-14中量得中心距A9-4 = 62 mm ，并按公式（43）、式（45）、（46）依次求得齒數(shù)z4和轉(zhuǎn)速n9 、齒輪副齒數(shù)z5或z5、z6和z6。,（設(shè)在第排）,,,,z5 = z6 = 62 32 = 30 （設(shè)在第排）,根據(jù)

26、z5 、z6和n5 、n6求得n9 = 493 r/min（與498 r/min很接近）。,（2）確定傳動(dòng)軸7的位置及其與主軸1、3間的齒輪副齒數(shù) 傳動(dòng)軸7中心取在箱體中心線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。 軸7與主軸3之間傳動(dòng)比取 則軸7轉(zhuǎn)速 軸7與主軸1之間傳動(dòng)比為：,。,,,取最小齒輪（主軸1上）齒數(shù) 則 據(jù)此作圖即可確定軸7在垂直方向的位置（圖414）， 并量得軸7與軸3間中心距 z3= 32 ，z3 = 22（第排）。 同樣方法可確定傳動(dòng)軸10的位置及其與主軸2 、 油泵軸11間齒輪副齒輪（見(jiàn)圖415所示）。,,,（設(shè)在第排）,所以，軸7與主軸1間中心

27、距,,（3）確定合攏傳動(dòng)軸8的位置 驅(qū)動(dòng)軸0與中心傳動(dòng)軸7 、9 、10之間總傳動(dòng)比分別為： 根據(jù)總傳動(dòng)比，考慮驅(qū)動(dòng)軸0與軸7 、9 、10間的距離及排列齒輪等因素，宜設(shè)置合攏軸8將驅(qū)動(dòng)軸0與軸7 、9 、10連接起來(lái)。,,經(jīng)計(jì)算和作圖，取 。則：,,,,,驅(qū)動(dòng)軸上齒輪齒數(shù)取z0 = 21 ,m = 3 ,則軸8上的齒輪齒數(shù)z8 、軸8轉(zhuǎn)速n8及中心距A0-8分別計(jì)算得到：,,,,,軸8的位置應(yīng)兼顧軸7 、9 、10的距離，可取軸8與7間的中心距A8-7 = 52 mm ，則從圖中量得軸8與軸9 、10間距離分別為：A8-9 = 51 mm 、 A8-10 = 66 mm 。 此時(shí)，主

28、軸4 、5 、6同心圓的圓心需略加變動(dòng)。 考慮利用軸8上第排齒輪z8（作公用齒輪） 帶動(dòng)軸10 ，便可算出軸8與軸7 、9 、10之間 中心距及各齒輪副齒數(shù)、模數(shù)（詳見(jiàn)圖415）。,將傳動(dòng)設(shè)計(jì)的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)定格式在傳動(dòng)系統(tǒng)圖415中。最后計(jì)算各主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速如表49所示（與原始依據(jù)圖的要求基本一致，轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)符合設(shè)計(jì)要求）；潤(rùn)滑泵轉(zhuǎn)速n11 = 625 r/min也符合要求。根據(jù)各主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速，對(duì)加工示意圖中的切削用量進(jìn)行修正。,四、主軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪制坐標(biāo)檢查圖,1. 選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo) 1）加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇 為便于加工主軸箱

29、體，設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系XOY。 （1）坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷孔上（圖416a）；這種方法適用于主軸箱安裝在動(dòng)力箱上。 （2）坐標(biāo)系的橫軸（X軸）選在箱體底面，縱軸（Y軸）通過(guò)定位銷孔（圖416b） 這種方法適用于主軸箱以底面為基準(zhǔn)直接安裝在滑臺(tái)上。,2) 計(jì)算主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) 根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，按選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算或標(biāo)出各主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) (計(jì)算精度要求精確到小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù))。如果零件上孔距尺寸帶有單向或雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)把公差考慮進(jìn)去，使孔距的名義坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。如孔距為 時(shí)，應(yīng)標(biāo)注為100.05 ；又如孔距為 時(shí)，應(yīng)

30、標(biāo)注為99.95。六軸鉆孔主軸箱各主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)值見(jiàn) 表48 。,,,,2. 計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo),計(jì)算傳動(dòng)軸坐標(biāo)時(shí)，先算出與主軸有直接傳動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)軸坐標(biāo)，然后計(jì)算其它傳動(dòng)軸坐標(biāo)。傳動(dòng)軸的傳動(dòng)形式很多，一般可分為三類：與一軸等距；與二軸等距；與三軸等距。 其計(jì)算方法分述如下： 1)與一軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 圖417為與一軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算圖。為計(jì)算方便，通常以已知軸中心作為原點(diǎn)O，建立小坐標(biāo)系XOY ，設(shè)所求傳動(dòng)軸的 坐標(biāo)為B(x , y)，嚙合中心距 為R.由B點(diǎn)向x軸作一輔助垂線 交x軸于A點(diǎn)，組成直角三角形 OAB。如果從傳動(dòng)圖上量得x(即)， 則：,或量出y(即)，則： 然后將

31、求得的x 、y換算到大坐標(biāo)中去。 如圖415所示，已知軸10坐標(biāo) (96.207,183.695)及其與油泵軸11間的傳動(dòng)齒輪參數(shù) 則軸11的坐標(biāo)可按圖 418所示方法選小坐標(biāo) (應(yīng)使x標(biāo)、y值為正)，根據(jù) (與實(shí)測(cè)尺寸相符), y = 0，計(jì)算可得,,,,,,,2)與二軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 傳動(dòng)軸與二軸等距，即在一傳動(dòng)軸上用兩對(duì)齒輪分別帶動(dòng)兩根已知軸，其坐標(biāo)可根據(jù)已知兩軸坐標(biāo)和兩對(duì)齒輪中心距計(jì)算求得。 計(jì)算方法如圖419所示，圖中 和 為兩已知軸坐標(biāo)， 為兩已知軸與傳動(dòng)軸間的齒輪中心距，即， 為 為 c(X，Y)為所需計(jì)

32、算的傳動(dòng)軸坐標(biāo)。 為便于計(jì)算，選取小坐標(biāo)系iaj（圖420), a點(diǎn)為其原點(diǎn)，使c點(diǎn)在小坐標(biāo)中的坐標(biāo) (I ，J)為正值，a 、b 、c按逆時(shí)針順序定出， 作輔助線并標(biāo)號(hào)如圖所示，由此可導(dǎo)出c點(diǎn)坐 標(biāo)計(jì)算公式。 即:,,,,,,,,所以 還原到XOY坐標(biāo)系中去，則c點(diǎn)坐標(biāo)： 傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算可利用計(jì)算機(jī)完成，即先按上述計(jì)算公式畫(huà)出 流程圖(圖421)。由此編制程序，然后存入軟盤。使用時(shí)由軟 盤轉(zhuǎn)入內(nèi)存即可進(jìn)行計(jì)算，無(wú)須每次計(jì)算前從鍵盤輸入程序。 由上述公式及流程圖編制BASlC程序如下。,,,,lO DEFDBL AY 2O INPUT N$=; N$ 3O INPUT XA，YA，Rl

33、 40 INPUT XB，YB，R2 5O A=XB-XA 60 B=YB-YA 70 L=SQR(A2+B2) 80 I=(R12+L2-R22)/(2*L) 9O J=SQR(R12-I2) lOO X=XA+(A*I-B*J)/L 11O Y=YA+(B*I+A*J)/L 12O Wl=Rl-SQR((X-XA)2+(Y-YA)2) 130 W2=R2-SQR((X-XB)2+(Y-YB)2) 140 LPRINT XA=; XA，YA=; YA 15O LPRINT XB=; XB，YB=; YB 16O LPRINT Rl=; Rl，R2=; R2 17O

34、 LPRINT 18O LPRINT N$，X=;X，Y=;Y 19O LPRINT W1=; W1，W2=; W2 2OO END,3)與三軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 在一根傳動(dòng)軸上用三對(duì)相同中心距的齒輪副分別帶動(dòng)三根已知軸，該傳動(dòng)軸就是圖422所示的軸D(即ABC外接圓圓心)。其坐標(biāo)可根據(jù)已知軸A 、B 、C的坐標(biāo)及中心距R求出。為簡(jiǎn)化計(jì)算，取小坐標(biāo)系xAy（圖423），小坐標(biāo)原點(diǎn)選取應(yīng)使所計(jì)算的軸D坐標(biāo)為正值，軸D坐標(biāo)算式為: 還原到XOY坐標(biāo)中去，則：,,,,,,,,,,,,根據(jù)上述公式畫(huà)流程圖 (與圖421類同)，并編制程序 (BASIC)如下：,10 DEFDBL A一Y 20

35、 lNPUT N$ ；N$ 30 INPUT XA，YA=；XA，YA 40 lNPUT XB，YB； XB，Y8 5D lNPUT XC，YC=; XC，YC 6D lNPUT Rl，R2，R3=;Rl，R2，R3 70 G=(XB-XA)2+(YB-YA)2 80 H=(XC-XA)2+(YC-YA)2 9O X=XA+(YB-YA)*H-(YC-YA)*G)/(2*((XC-XA)*(YB-YA)-(XB一XA)*(YC-YA)) 100 Y=YA+((XC-XA)*G-(XB-XA)*H)/(2*((XC-XA)*(YB-YA)-XA)*(YC-YA))) 11O Wl=Rl-SQR(

36、(X-XA)2+(Y-YA)2) 12O W2=R2-SQR((X-XB)2+(Y-YB)2) 13O W3=R3-SQR((X-XC)2+(Y-YC)2) 140 LPRlNT XA=; XA; YA=; YA 15O LPRINT XR=; XB; YB=; YB 16O LPRlNT XC=; XC; YC=; YC 17O LPRlNT Rl=; Rl, R2=,R3=; R3 18O LPRlNT 19O LPRlNT N$; X=; X，Y= Y 2OO LPRlNT Wl=; Wl，W2=; W2, W3=; W3 210 END,圖415所示六軸鉆削主軸箱各傳動(dòng)軸、定位銷孔O1

37、 ，O2坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表410 。,3. 驗(yàn)算中心距誤差,主軸箱體上的孔系是按計(jì)算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能順利嚙合。因此，必須驗(yàn)算根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算確定的實(shí)際中心距A 是否符合兩軸間齒輪嚙合要求的標(biāo)準(zhǔn)中心距R ，R與A的差值(注意上述兩電算程序中用W表示)為， = R A 驗(yàn)算標(biāo)誰(shuí): 中心距允差（0.0010.009）mm 。 三種傳動(dòng)軸的驗(yàn)算公式如下:,,2)傳動(dòng)軸與二軸等距 (圖419)驗(yàn)算公式: 3)傳動(dòng)軸與三軸等距 (圖422)驗(yàn)算公式: 驗(yàn)算公式中各坐標(biāo)值是帶正負(fù)號(hào)代入算式運(yùn)算的。當(dāng)驗(yàn) 算不合格，即 0.009時(shí)，在檢查運(yùn)算確無(wú)錯(cuò)誤后， 方可按坐標(biāo)計(jì)算的

38、A值，采用變位齒輪湊中心距來(lái)滿足齒 輪正常嚙合要求。,,,,1)傳動(dòng)軸與一軸等距 (圖417)驗(yàn)算公式:,例如 驗(yàn)算軸9與軸4 、5 、6間的中心距誤差9-4、9-5、9-6。即:,軸9與軸4 、5 、6之間的標(biāo)準(zhǔn)中心距分別為R9-4、R9-5、R9-6。即： 軸9與軸4 、5 、6間的實(shí)際中心距分別為A9-4 、A9-5 、A9-6。即：,,,,,,,則中心距誤差分別為， 顯然， 能滿足該齒輪副嚙合要求；而 的值都超過(guò) 值，因此，軸9與軸4 、軸9與軸5間的齒輪均需采用變位齒輪，變位量,,,,,,,,,,4.繪制坐標(biāo)檢查圖(圖424),1)坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容 （1）通過(guò)齒輪嚙

39、合，檢查坐標(biāo)位置是否正確;檢查主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。 （2）進(jìn)一步檢查各零件間有無(wú)干涉現(xiàn)象。 （3）檢查液壓泵、分油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適。,2)坐標(biāo)檢查圖繪制的順序及要求,（1）繪出主軸箱輪廓尺寸和坐標(biāo)系XOY。 （2）按計(jì)算出的坐標(biāo)值繪制各主軸、傳動(dòng)軸軸心位置及主軸外伸部分直徑，并注明軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。 （3）用點(diǎn)劃線繪制出各齒輪的分度圓，注明各齒輪齒數(shù)、模數(shù)、所處排數(shù)及變位齒輪的變位量。 （4）為了醒目和易于檢查，可用不同顏色細(xì)線條畫(huà)出軸承、隔套、主軸防油套的外徑、附加機(jī)構(gòu)的外廓及其相鄰軸的螺母外徑。,,,,,,,【坐標(biāo)檢查圖最好按1:1比例繪制，其繪制順序及要求

40、是】,五、繪制主軸箱總圖及零件圖,1. 主軸箱總圖沒(méi)計(jì) 1）主視圖 主要表明主軸箱主軸位置及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤(rùn)滑系統(tǒng)等。 2）展開(kāi)圖 其特點(diǎn)是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸和傳動(dòng)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(jiǎn)化的展開(kāi)圖并以裝配表相配合，表明主軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。 繪制的具體要求如下:, 展開(kāi)圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。 對(duì)結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動(dòng)軸可只畫(huà)一根，在 軸端注明相同軸的軸號(hào)即可. 展開(kāi)圖上應(yīng)完整標(biāo)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)系尺寸，主軸外伸長(zhǎng)度等。 總圖上還應(yīng)有局部剖視表明動(dòng)力箱與后蓋及前后蓋與箱體間的定位

41、結(jié)構(gòu)。,3）主軸和傳動(dòng)軸裝配表(表411) 把主軸箱中每根軸 (主軸、傳動(dòng)軸、油泵軸)和齒輪套等基本零件的型號(hào)規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標(biāo)誰(shuí)件、外購(gòu)件等按軸號(hào)配套，用裝配表表示。 4）主軸箱技術(shù)條件 主軸箱總圖上應(yīng)注明主軸箱部裝要求。 2. 主軸箱零件設(shè)計(jì) 1）專用零件工作圖 如變位齒輪、專用軸和隔套等零件，可按一般零件工作圖規(guī)定。 2）補(bǔ)充加工圖 主軸箱體、前蓋、后蓋等通用零件。,第三節(jié) 攻螺紋主軸箱的設(shè)計(jì)特點(diǎn),一、攻螺紋靠模機(jī)構(gòu)及攻螺紋卡頭 第類攻螺紋靠模 圖426所示為第類攻螺紋靠機(jī)構(gòu)。它由靠橫桿1、靠模螺母7及支承套筒2等元件組成。絲錐通過(guò)心桿和攻螺紋卡頭8裝在靠模桿1的前端?？磕U的

42、中部支承在襯套4上，并與靠模螺母7相嚙合。靠模桿的尾部與攻螺紋主軸相連接。攻螺紋主軸借助雙鍵將主運(yùn)動(dòng)傳給靠模桿，靠模桿隨著轉(zhuǎn)動(dòng)可在主軸孔內(nèi)移動(dòng)一段距離，即攻螺紋靠模的工作行程。,套筒裝在靠模頭前壁上，并用兩個(gè)壓板3固定，兩個(gè)壓板之間的布置角度決定于主軸箱的主軸數(shù)和主軸的分布情況。靠模螺母借助結(jié)合子6與套筒相連接，當(dāng)靠模桿回轉(zhuǎn)時(shí)，因靠模螺母固定不動(dòng)而迫使靠模桿向前進(jìn)給，并推動(dòng)絲錐切入工件。帶絲錐遇故障使靠模桿不能前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩增大導(dǎo)致壓板打滑，靠模螺母跟隨靠橫桿同步回轉(zhuǎn)而停止進(jìn)給，避免機(jī)構(gòu)或絲錐損壞。,所以裝配時(shí)壓板的壓力要適當(dāng)。 為了保證絲錐穩(wěn)定可靠地攻入工件，又不干擾絲錐的自行引進(jìn)，應(yīng)使靠模

43、桿每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與絲錐的自行引進(jìn)量一致，即保證靠模桿螺距P桿與絲錐螺距P絲尺寸相同。而靠模螺距和絲錐螺距的制造誤差，可以通過(guò)套筒2內(nèi)壓簧5和配用攻螺紋卡頭的方法進(jìn)行補(bǔ)償。,第類攻螺紋靠模必須與攻螺紋卡頭配套使用，組成“壓簧式攻螺紋靠?！?。攻螺紋卡頭的結(jié)構(gòu)如圖427所示。 較矩由攻螺紋靠模經(jīng)鍵傳給卡頭體1 ，經(jīng)銷3和心桿4傳給漲套（彈簧卡頭）和絲錐。由于卡頭中有彈簧2 ，心桿4可以在卡頭體1中相對(duì)滑動(dòng)，因而在絲錐開(kāi)始工作時(shí)，絲錐通過(guò)心桿4將彈簧2稍微壓縮后進(jìn)人孔內(nèi)。在攻螺紋過(guò)程中，若靠模螺距與絲錐螺距有誤差，不論二者誰(shuí)大，攻螺紋卡頭均可自動(dòng)補(bǔ)償。,絲錐在心桿上的夾持方式有用彈簧漲套夾緊或絲錐直接

44、插人心桿孔中后用緊定螺釘軸向定位兩種。 彈簧套夾 緊定螺釘軸向定位,可獲得較高的同軸度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝卸不便；,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，但同軸度較低。,2、第類攻螺紋靠模,圖428所示為用于活動(dòng)攻螺紋模板的第類攻螺紋靠模。它由靠模桿7 、靠模螺母5 、彈簧6等組成。 主運(yùn)動(dòng)由主軸通過(guò)彈簧9頂起彈簧鍵8 、靠模桿7 、銷3傳給心桿2和絲錐1 。靠模螺母5(不能反方向安裝)以定位銷10防轉(zhuǎn)和壓板4(其厚度常取2.5 3.5 mm)固定。攻螺紋時(shí)靠模桿邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊向前進(jìn)給，靠模桿的尾部 (其結(jié)構(gòu)可與一般鉆孔主軸相配合)在主軸孔內(nèi)相對(duì)滑動(dòng)。絲錐與靠模桿螺距制造誤差由彈簧6補(bǔ)償。,這類靠模不需用攻螺紋卡頭，絲

45、錐直接裝入心桿(用漲套或緊定螺釘夾持），軸向尺寸較小。使用時(shí)盡量選擇較小的L和較大的L0值，以減小絲錐與工件螺紋底孔間的同軸度誤差。 還應(yīng)計(jì)算靠橫桿尾部伸入主軸孔內(nèi)的最大重合長(zhǎng)度L1(其值不能使靠模桿和主軸孔底相碰)和最小重合長(zhǎng)度(核算此值應(yīng)能保證彈簧鍵的工作部分不脫開(kāi)主軸)。,,當(dāng)靠模桿退回原位，而滑臺(tái)工作進(jìn)給到終點(diǎn)時(shí)，靠模桿的尾柄與主軸孔的重合長(zhǎng)度為最大。 當(dāng)單獨(dú)活動(dòng)攻螺紋模板進(jìn)行攻螺紋時(shí)，因在攻螺紋模板與夾具定位的同時(shí)起動(dòng)攻螺紋電機(jī)，則L3= 0;當(dāng)鉆孔和攻螺紋同用一個(gè)鉆模板時(shí)，軸孔的工作行程不大，為使在鉆孔加工完成之前結(jié)束攻螺紋工序，通常在滑臺(tái)轉(zhuǎn)工進(jìn)，模板在夾具上定位的同時(shí)起動(dòng)攻螺紋電

46、機(jī)，則L3= 0 ，L2為滑臺(tái)工作進(jìn)給行程.,有時(shí)，靠模桿尾柄與主軸孔的最小重合長(zhǎng)度并不出現(xiàn)在靠模桿攻螺紋至前端，而是出現(xiàn)在滑臺(tái)退到原位時(shí)，則需驗(yàn)算在原位時(shí)靠模桿在主軸孔內(nèi)的重合長(zhǎng)度能否保證機(jī)構(gòu)的正常工作。 表412所示為第、第類攻螺紋靠模常用規(guī)格。表413所示為采用第、第類攻螺紋靠模時(shí)的最小軸間距。,第、第類攻螺紋靠模中的彈簧(壓簧)起補(bǔ)償靠模和絲錐螺距誤差的作用。 攻螺紋開(kāi)始時(shí)絲錐與工件底孔處易發(fā)生“打滑”，彈簧被壓縮一段距離后絲錐才能進(jìn)入，攻螺紋深度尺寸不準(zhǔn)確。為此，攻螺紋前底孔應(yīng)先倒角，以利于減少“打滑”，保證螺紋精度和攻螺紋深度。當(dāng)攻螺紋深度要求較準(zhǔn)確時(shí) (如要求攻螺紋深度誤差在

47、一個(gè)螺距以內(nèi))，兩類靠模都可以采用拉簧式攻螺紋靠模，使攻螺紋開(kāi)始時(shí)絲錐強(qiáng)制性攻入并且不“打滑”。,加工較高精度的螺孔時(shí)，除選用高精度的絲錐和保證底孔質(zhì)量外，還須注意螺紋底孔軸線與攻螺紋系統(tǒng)軸線的不同軸度對(duì)攻螺紋過(guò)程的影響。 如圖429所示，由于底孔與攻螺紋接桿偏心，絲錐漲套攻螺紋接桿以偏斜的軸線AB工作，當(dāng)向前攻螺紋時(shí)，B點(diǎn)移至B1 ，而絲錐仍按原方向進(jìn)給致使絲錐彎曲，易造成螺孔中徑擴(kuò)大，螺紋精度下降，若偏心過(guò)大，其至使絲錐折斷。,二、攻螺紋裝置,攻螺紋裝置的結(jié)構(gòu)如圖430所示。 它由攻螺紋主軸箱7和攻螺紋靠模頭5組成。 攻螺紋靠模頭5實(shí)際上是一個(gè)加厚的主軸箱前蓋，其上裝有第類攻螺紋靠模。工作

48、時(shí)，由電機(jī)經(jīng)齒輪帶動(dòng)主軸6及靠模桿4（其前端裝有攻螺紋卡頭3 、心桿2和絲錐1）旋轉(zhuǎn)并按自身的螺距P引進(jìn)。電機(jī)反轉(zhuǎn)，靠模桿即退回。其最大行程為600 mm 。,攻螺紋裝置在組合機(jī)床上有固定式、裝在手動(dòng)滑板上和裝在移動(dòng)滑臺(tái)上三種安裝方式。,固定式 裝在手動(dòng)滑板上 裝在移動(dòng)滑臺(tái)上,攻螺紋靠模的行程能滿足加工要求，工件的裝卸和絲錐的更換又很方便，則可將攻螺紋裝置安裝在固定的側(cè)底座上,靠模行程能滿足工件裝卸的要求，但更換絲錐的行程尚不夠，則可將攻螺紋裝置安裝在手動(dòng)滑板上，更換絲錐時(shí)將滑板退后一段距離。,靠模行程不能滿足裝卸工件的需要時(shí)，則應(yīng)將攻螺紋裝置安裝在動(dòng)力滑臺(tái)上,對(duì)于“固定式”的立式攻螺紋機(jī)

49、床，可不必采用立柱，只要采用四根支桿將攻螺紋裝置支承在機(jī)床夾具的上方，以便簡(jiǎn)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)。 圖431所示為臥式攻螺紋靠模頭的典型結(jié)構(gòu)。整個(gè)靠模頭（其厚度為L(zhǎng)= 300 mm）安裝在主軸箱前面，定位由兩個(gè)柱銷與銷套保證，用螺釘緊定。各靠模螺紋由主軸箱內(nèi)潤(rùn)滑泵經(jīng)銅管2和油盤1供油潤(rùn)滑。,圖432所示為立式攻螺紋靠模頭，攻螺靠頭用四根柱子支承在機(jī)床夾具的上方。 由攻螺紋裝置組成的攻螺紋組合機(jī)床，適用于整臺(tái)機(jī)床或機(jī)床某一面上全部是攻螺紋工序。 如果機(jī)床上要同時(shí)完成攻螺紋工作和鉆孔等工作時(shí)，需采用由第類攻螺紋靠模組成的活動(dòng)攻螺紋模板進(jìn)行攻螺紋?；顒?dòng)攻螺紋模板和活動(dòng)鉆模板的結(jié)構(gòu)形式基本相同，所不同的是鉆模

50、板上裝有導(dǎo)向裝置，而攻螺紋模板上裝攻螺紋靠模。,三、攻螺紋行程的控制,攻螺紋行程控制機(jī)構(gòu)是組合機(jī)床的一個(gè)通用組件，用于控制攻螺紋工作循環(huán)。常用的有回轉(zhuǎn)式或直線式兩種形式。 回轉(zhuǎn)式攻螺紋行程控制機(jī)構(gòu)。 一般用于主軸攻螺紋。它可以設(shè)置在主軸的左側(cè)或右側(cè)。 其工作原理是：攻螺紋主軸作正向切削回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪z1和z2傳動(dòng)（主軸與蝸桿之間可能不止一對(duì)齒輪），使蝸桿傳 動(dòng)蝸輪引帶動(dòng)檔鐵盤43回轉(zhuǎn)。當(dāng)絲錐攻到全深時(shí)， 盤43相應(yīng)地轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，盤43上的權(quán)向擋我 壓下反向行程開(kāi)關(guān)，攻螺紋電機(jī)反轉(zhuǎn)，絲錐反轉(zhuǎn) 退回至原位，盤43上的原位擋鐵重新壓下原位開(kāi),關(guān)，使電動(dòng)機(jī)及主軸停轉(zhuǎn)，至此一個(gè)攻螺紋循環(huán) 結(jié)束。若

51、原位或反向開(kāi)關(guān)失靈，互鎖擋鐵隨即壓 下互鎖開(kāi)關(guān)（越位保護(hù)開(kāi)關(guān)），使攻螺紋電動(dòng)機(jī) 斷電，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 直線式攻螺行程控制機(jī)構(gòu)。 適用于單軸或主軸攻螺紋。 攻螺紋主軸向前或向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)帶叉口的杠桿帶動(dòng)在主軸箱體側(cè)面的裝有擋鐵的軸一起移動(dòng)，擋鐵壓下組合開(kāi)關(guān)，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)或停止。在此機(jī)構(gòu)中可設(shè)置原位和反向互鎖開(kāi)關(guān)起安全保護(hù)作用。,四、攻螺紋電動(dòng)機(jī)選擇及攻螺紋主軸的制動(dòng),大型標(biāo)準(zhǔn)攻螺紋主軸箱一般都是由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。在確定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，要考慮絲錐工作時(shí)鈍化的影響，一般取為計(jì)算功率的1.5 2.5倍 (軸數(shù)少時(shí)取大值，軸數(shù)主時(shí)取小值)。由于攻螺紋主軸的轉(zhuǎn)速較低，為了便于設(shè)計(jì)并簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，常采用同步

52、轉(zhuǎn)速為n = 1000 r/min的電動(dòng)機(jī)。 常用的制動(dòng)方式有制動(dòng)電功機(jī)和電磁抱閘兩種。 直接制動(dòng)電機(jī)可使攻螺紋主軸箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)效果較好； 電磁抱閘制動(dòng)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其制動(dòng)效果與制動(dòng)輪轉(zhuǎn)速有關(guān)，即制動(dòng)輪轉(zhuǎn)速越高，其制動(dòng)效果越好。,第四節(jié) 主軸箱計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）簡(jiǎn)介,一、主軸箱CAD發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)稱CAD，即利用電子計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算。 下面簡(jiǎn)要介紹應(yīng)用PC微機(jī) (IBM、XT、AT、386及其兼容機(jī))對(duì)組合機(jī)床主軸箱輔助設(shè)計(jì) (即BOXCAD)系統(tǒng)。 二、BOXCAD系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1. 系統(tǒng)的功用 BOXCAD系統(tǒng)適用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋及鉆攻復(fù)

53、合的主軸箱設(shè)計(jì)。椐據(jù)組合機(jī)床總體沒(méi)計(jì)（三圖一卡）所提供的原始數(shù)據(jù)， 可完成以下各項(xiàng)工作:,1）主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括完成： （1）交互式選擇傳動(dòng)模型及齒輪排列。 （2）坐標(biāo)計(jì)算。 （3）各種幾何干涉校核。 （4）各種傳動(dòng)零件的強(qiáng)度校核等工作。 2）繪圖及打印明細(xì)表 包括完成： （1）繪制主軸箱裝配圖及列出裝配表。 （2）繪制各類通附件(箱體、前蓋、后蓋等)補(bǔ)充加工圖。 （3）繪制專用件(如變位齒輪)零件圖。 （4）整理打印零件明細(xì)表。 此外，為使系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，特設(shè)一專用模塊，以便 對(duì)人工設(shè)計(jì)的主軸箱進(jìn)行各種校核。如對(duì)已由人工 設(shè)計(jì)而將投產(chǎn)制作的主軸箱或用戶來(lái)圖加工的組合 機(jī)床主軸箱的校核等。

54、,2. 系統(tǒng)的組成,為便于調(diào)試和應(yīng)用，系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，它由一個(gè)主模塊和五個(gè)子模塊組成 (圖4-33)，各子模塊均為各自獨(dú)立的可執(zhí)行文件，通過(guò)菜單提示、人機(jī)對(duì)話的形式實(shí)現(xiàn)各模塊的調(diào)用，主模塊將各子模塊連成一個(gè)整體系統(tǒng)。 各模塊之間的數(shù)據(jù)調(diào)用轉(zhuǎn)換是通過(guò)公共的數(shù)據(jù)庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)的。,3. 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),1）齒輪 (軸)傳動(dòng)基本模型 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)中 齒輪之間的不同嚙合形式，可歸納為如圖434所示的六種基本傳動(dòng)模型。其中有一帶一、一帶二、一帶三形式，也有同心圓分布形式，有一級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)（如模型1 、3 、5 、6），也有兩級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)(如模型2 、4)。 在每個(gè)傳動(dòng)模型中，被動(dòng)軸可以是主軸或中間傳動(dòng)軸。分別

55、將這六種基本模型編寫(xiě)成程序功能塊，供設(shè)計(jì)者選取，能方便迅速地設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)。,,2）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 將六種基本傳動(dòng)模型編寫(xiě)成子程序，加上液壓泵設(shè)計(jì)、蝸桿設(shè)計(jì)、校核計(jì)算等，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)共含11個(gè)子模塊。 通過(guò)對(duì)話形式選取所需模塊。然后經(jīng)過(guò)坐標(biāo)計(jì)算，幾何干涉校核等計(jì)算處理，屏幕上便示出設(shè)計(jì)的中間結(jié)果圖形 (即齒輪節(jié)圓、齒輪層次以顏色表示并區(qū)分、各軸軸號(hào))。,3）傳動(dòng)系統(tǒng)樹(shù)狀結(jié)構(gòu) 采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)來(lái)描述由驅(qū)動(dòng)軸到各主軸之間的運(yùn)動(dòng)連接、傳遞的關(guān)系。 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖4-15，可畫(huà)出相應(yīng)的樹(shù)狀圖，如圖436所示，圖中的圓圈(也可畫(huà)成矩形框）表示各軸，其中，底面一排圓圈中號(hào)碼代表主軸（即為“樹(shù)梢”)號(hào)

56、，中間兩層是中間軸 (即為“樹(shù)枝”)號(hào)，最上層是驅(qū)動(dòng)軸 (即為“樹(shù)根”)號(hào)，軸與軸之間連線表示傳動(dòng)關(guān)系，連線旁的數(shù)字（或用顏色）表示嚙合平面 (即齒輪所在排數(shù))?？傊瑐鲃?dòng)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)圖高度概括了整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及傳動(dòng)關(guān)系。,4）傳動(dòng)系統(tǒng)的校核計(jì)算,（1）傳動(dòng)件強(qiáng)度校核 包括軸、齒輪的強(qiáng)度和軸承的壽命校核計(jì)算。 （2）幾何干涉校核 目的是檢查傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)件、支承件等之間是否有碰撞現(xiàn)象確保系統(tǒng)正常傳動(dòng)。 檢查的項(xiàng)目有： 齒輪與非嚙合齒輪的碰撞(同一排或不同排的齒輪之間)。 齒輪與軸、套的碰撞。 齒輪與箱體四周壁（或蓋）的碰撞。 第排齒輪與螺紋凸臺(tái)的碰撞。 軸承與軸承的干涉。 液壓泵體及其接頭等與傳動(dòng)軸端的碰撞等。,4.繪制圖形,傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)果是以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，它不能直接供人們使用，應(yīng)通過(guò)繪圖模塊、打印模塊，將其整理成圖形和表格，即給出所設(shè)計(jì)的主軸箱裝配總圖、裝配表，箱體、箱蓋等補(bǔ)充加工圖，變位齒輪等零件圖，有打印出零件明細(xì)表。,