發(fā)動機支架立式單面組合鉆床設(shè)計

發(fā)動機支架立式單面組合鉆床設(shè)計,發(fā)動機,支架,立式,單面,組合,鉆床,設(shè)計 黑龍江科技學院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學生姓名： 盧鵬 任務(wù)下達日期：2011 年 12 月 19 日 設(shè)計開題日期：2012 年 4 月 13 日 設(shè)計開始日期：2012 年 4 月 16 日 中期檢查日期：2012 年 5 月 18 日 設(shè)計完成日期：2012 年 6 月 4 日 一、設(shè)計題目：發(fā)動機支架立式單面組合鉆床設(shè)計 二、設(shè)計的主要內(nèi)容： （1）設(shè)計參數(shù)：材料是HT200，硬度是HB160～210。 （2）設(shè)計圖紙：主軸箱裝配圖1張，箱體、后蓋、輸出主軸、工件零件圖各1張，機床尺寸聯(lián)系圖、加工示意圖、零件工序圖各1張。 （3）說明書主要內(nèi)容及字數(shù)要求： 說明書主要內(nèi)容：1）中英文摘要；2）組合機床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算；3）組合機床主軸箱設(shè)計。 字數(shù)：1.5萬字以上 三、設(shè)計目標：根據(jù)發(fā)動機支架設(shè)計要求，查閱相關(guān)文獻資料，綜合運用所學知識，完成相應(yīng)機構(gòu)設(shè)計。主要包括：總體設(shè)計方案的確定；三圖一卡的設(shè)計；主軸箱的設(shè)計等。按照工程設(shè)計規(guī)范要求，繪制工程圖，并編寫設(shè)計說明書。 指 導 教 師： 于鳳云 院（系）主管領(lǐng)導： 2011 年 12 月 19 日 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 組合機床綜述 1 1.2 組合機床總體設(shè)計 2 1.2.1 被加工零件的特點 3 1.2.2 工藝路線的確立 3 1.2.3 機床配置型式的選擇 4 第2章 組合機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 5 2.1 切削扭矩及切削功率的計算 5 2.2 組合機床總體設(shè)計 6 2.2.1 被加工零件工序圖 6 2.2.2 加工示意圖 8 2.2.3 機床聯(lián)系尺寸總圖 13 2.2.4 機床生產(chǎn)率計算卡 15 2.3 確定主軸箱輪廓尺寸 17 2.4 通用部件的選擇 18 第3章 組合機床主軸箱設(shè)計 20 3.1 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 20 3.2 主軸、齒輪的確定及動力計算 21 3.3 主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 22 3.3.1 驅(qū)動軸、主軸的坐標計算 22 3.3.2 擬訂主軸箱傳動路線 22 3.3.3 確定傳動軸位置和齒輪齒數(shù) 22 3.4 多軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖 24 3.4.1 選擇加工基準坐標系XOY，計算主軸、驅(qū)動軸坐標 24 3.4.2 計算傳動軸的坐標 24 3.4.3 繪制坐標檢查圖 24 3.5 齒輪強度校核 24 3.5.1 校核齒根彎曲疲勞強度 25 3.5.2 校核接觸疲勞強度 26 3.6 傳動軸直徑的確定和軸的強度校核 27 3.6.1 軸的直徑的確定 27 3.6.2 軸的強度校核 27 3.7 主軸箱體及其附件的選擇設(shè)計 31 3.7.1 主軸箱的選擇設(shè)計 32 3.7.2 主軸箱上的附件設(shè)計 32 結(jié) 論 33 致 謝 34 參考文獻 35 CONTENTS Abstract II The 1 chapter of introduction 1 1.1 Combination machine Reviews 1 1.2 Modular machine tool design 2 1.2.1 The characteristics of processed parts 3 1.2.2 Process route is established 3 1.2.3 Machine configuration type selection 4 The 2 chapter of structure design and calculation of combined machine tool 5 2.1 Cutting torque and cutting power calculation 5 2.2 Modular machine tool design 6 2.2.1 Processed the components working procedure chart 6 2.2.2 The processing schematic drawing 8 2.2.3 The engine bedrelation dimensional layout 13 2.2.4 Machine productivity calculation card 15 2.3 Determining the spindle box outline size 17 2.4 The choice of generic components 18 The 3 chapter combined machine tool headstock design 20 3.1 Draw spindle box based on the original design plans 20 3.2 Main shaft, gear determination and power calculation 21 3.3 Spindle box drive system design and calculation 22 3.3.1 Drive shaft, spindle coordinate calculation 22 3.3.2 Elaboration of spindle box transmission line 22 3.3.3 To determine the location and teeth of gear transmission shaft 22 3.4 Multiple spindle coordinate calculation, drawing coordinate test chart 24 3.4.1 Selection of machining datum coordinate system XOY, main shaft, drive shaft coordinates calculation 24 3.4.2 Calculation of transmission axis of coordinates 24 3.4.3 The drawing coordinate test chart 24 3.5 Gear strength 24 3.5.1 Check the tooth root bending fatigue strength 25 3.5.2 Check the contact fatigue strength 26 3.6 Drive shaft diameter is determined and the axis of strength checking 27 3.6.1 Shaft diameter determination 27 3.6.2 The axis of strength checking 27 3.7 Spindle box and accessories selection design 31 3.7.1 The selection and design of spindle box 32 3.7.2 Spindle box attachment material design 32 Conclusion 33 Thanks 34 Reference 35 摘 要 本次設(shè)計的題目是發(fā)動機支架立式單面組合鉆床設(shè)計，是在發(fā)動機支架上加工4個深6mm，尺寸要求17的孔。 本次設(shè)計分為總體設(shè)計和主軸箱設(shè)計兩個部分。首先，對機床進行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，需要確定切削用量、計算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度,然后以此確定主軸、外伸尺寸等,繪制“三圖一卡”，即被加工零件工序圖、加工示意圖、機床尺寸聯(lián)系總圖，以及生產(chǎn)率計算卡。其次，對主軸箱進行設(shè)計，繪制設(shè)計原始依據(jù)圖，確定主軸箱及各個通用部件的選用，計算各齒輪的傳動比和主軸的坐標位置。最后，根據(jù)分析的結(jié)果，對齒輪和軸的強度和剛度進行校核。 本專用機床能滿足加工要求，保證加工精度，機床運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整、操作，減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率。 關(guān)鍵詞：組合機床；鉆孔；主軸箱；傳動設(shè)計 Abstract The design topic is Engine bracket of vertical single combination drilling machine design. Aimed at the engine support processing 4 meet the size requirements of the 17 and 6mm deep hole. The design is divided into two parts overall design and the headstock design. Firstly, the overall structure of the machine tools design, need to determine the cutting parameters, calculation of cutting force, cutting torque, cutting power and tool life, and thus determine the main shaft, extended size, etc..Rendering the "three plans for a card", that is, process map parts to be processed, processing diagram, machine sizes contact General Plan, and the productivity calculation card. Secondly, the design of the spindle box, drawing the original design basis, for the identification of various common spindle box and the selection of components, to calculate the transmission gear ratios and the principal axis coordinates. Finally, the results of the analysis, the gear and shaft to check the strength and stiffness. This special machine can meet the processing requirements to ensure the machining accuracy, tool smooth operation, reliable, simple, easy handling, easy maintenance and adjustment. Operation simple, reducing labor intensity and improve labor productivity. Key words：special purpose machine; drilling; spindle box; transmission design 37 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 組合機床綜述 1 1.2 組合機床總體設(shè)計 2 1.2.1 被加工零件的特點 3 1.2.2 工藝路線的確立 3 1.2.3 機床配置型式的選擇 4 第2章 組合機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 5 2.1 切削扭矩及切削功率的計算 5 2.2 組合機床總體設(shè)計 6 2.2.1 被加工零件工序圖 6 2.2.2 加工示意圖 8 2.2.3 機床聯(lián)系尺寸總圖 13 2.2.4 機床生產(chǎn)率計算卡 15 2.3 確定主軸箱輪廓尺寸 17 2.4 通用部件的選擇 18 第3章 組合機床主軸箱設(shè)計 20 3.1 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 20 3.2 主軸、齒輪的確定及動力計算 21 3.3 主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 22 3.3.1 驅(qū)動軸、主軸的坐標計算 22 3.3.2 擬訂主軸箱傳動路線 22 3.3.3 確定傳動軸位置和齒輪齒數(shù) 22 3.4 多軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖 24 3.4.1 選擇加工基準坐標系XOY，計算主軸、驅(qū)動軸坐標 24 3.4.2 計算傳動軸的坐標 24 3.4.3 繪制坐標檢查圖 24 3.5 齒輪強度校核 24 3.5.1 校核齒根彎曲疲勞強度 25 3.5.2 校核接觸疲勞強度 26 3.6 傳動軸直徑的確定和軸的強度校核 27 3.6.1 軸的直徑的確定 27 3.6.2 軸的強度校核 27 3.7 主軸箱體及其附件的選擇設(shè)計 31 3.7.1 主軸箱的選擇設(shè)計 32 3.7.2 主軸箱上的附件設(shè)計 32 結(jié) 論 33 致 謝 34 參考文獻 35 第1章 緒論 1.1 組合機床綜述 近年來，組合機床裝備向著提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術(shù)成套性的方向發(fā)展。一方面，加強數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。據(jù)專家分析，機床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給速度。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10000～20000 r/min，最高進給速度可達20～60m/min，復合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時，加工的形狀卻日益復雜。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。 另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機床能夠隨時調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進使得現(xiàn)代機床的自動化程度進一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機對機床的程序進行遠程修改，對運轉(zhuǎn)狀況進行監(jiān)控并積累有關(guān)資料；通過網(wǎng)絡(luò)對遠程的設(shè)備進行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。 在這些方面我國組合機床裝備還有相當大的差距，因此我國組合機床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。 本次畢業(yè)設(shè)計是鉆發(fā)動機支架孔專機總體及主軸箱設(shè)計。在設(shè)計前認真研究被加工零件的圖樣，分析其尺寸、形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結(jié)構(gòu)及加工精度和表面粗糙度要求等內(nèi)容，為設(shè)計提供大量的數(shù)據(jù)，作好充分的、全面的技術(shù)準備。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，在確定工藝方案制定合理之前，通過畢業(yè)實習深入現(xiàn)場了解了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求，根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結(jié)合組合機床常用的工藝方法、充分考慮各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬訂出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點、工藝要求、生產(chǎn)率要求、工藝方案等，確定本設(shè)計的配置型式為立式專用機床，并采用工序集中進行加工。確定機床總體布局和影響技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)型式。在選定了工藝方案并確定了機床配置型式、結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行機床總體方案設(shè)計。其內(nèi)容包括：被加工零件圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。主軸箱設(shè)計的方法是：繪制主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖；確定主軸的結(jié)構(gòu)、軸頸及齒輪模數(shù)；擬訂傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標，繪制坐標檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細表。在此次的設(shè)計中采用“三面”定位，液壓夾緊，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度，同時在設(shè)計中采用了大量的通用零部件，降低了產(chǎn)品的成本。 1.2 組合機床總體設(shè)計 組合機床的總體設(shè)計要注重工件及其加工的工藝分析，制訂出合理的工藝方案，才能設(shè)計出合理的專用機床。根據(jù)指定的加工要求，提出若干個工藝方案，選擇最優(yōu)的。工藝方案的確定決定了專用機床的結(jié)構(gòu)、性能、運動、傳動、布局等一系列問題。所以，工藝方案設(shè)計是專用機床的重要環(huán)節(jié)。組合機床的設(shè)計結(jié)構(gòu)一般可分為臥式（圖1-1）和立式（圖1-2）兩種。 圖1-1臥式組合機床結(jié)構(gòu) 圖1-2立式組合機床結(jié)構(gòu) 1.2.1 被加工零件的特點 本次設(shè)計的組合機床的被加工對象是發(fā)動機支架，材料是HT200，硬度是HB160～210。 1.2.2 工藝路線的確立 本工序加工的內(nèi)容是加工路線中的第一道工序?？椎目讖綖?7mm，表面粗糙度為Ra=12.5μm。 為了保證其精度要求，將有精度要求的四個孔安排在同一臺專機上進行。 1.2.3 機床配置型式的選擇 機床的配置型式有立式和臥式兩種。 立式機床的優(yōu)點是占地面積小，自由度大，操作方便，其缺點是機床重心高，振動大。臥式機床的優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，振動小，運動平穩(wěn)，機床重心較低，精度高，安裝方便，其缺點是削弱了床身的剛性，占地面積大。機床的配置型式在很大程度上取決于被加工零件的大小、形狀及加工部位等因素。 臥式機床多用于加工孔中心線與定位基準面平行的情況，而立式機床則適用于加工定位基面是水平的，而加工的孔與基面相垂直的工件。 通過以上的比較，選用立式機床。 第2章 組合機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 2.1 切削扭矩及切削功率的計算 根據(jù)參考文獻[1]，關(guān)于切削用量的確定按表2-7推薦數(shù)值選取。本設(shè)計中加工直徑d=17mm，確定切削速度v=18m/min，進給量s=0.21mm/r。 根據(jù)已選定的切削用量（主要指切削速度及進給量），確定進給力，作為選擇動力滑臺及設(shè)計夾具的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸；確定切削功率，用作選擇主傳動電機（一般指動力箱電機）功率；確定刀具耐用度，用以驗證所選用的刀具是否合理。 切削扭矩： (2-1) 式中 ——修正系數(shù)，取1.02； ——刀具直徑，； s ——刀具進給量，mm/r； ——抗拉強度，。 則： =2365kg?mm 刀具耐用度驗算： (2-2) 式中 v ——切削速度，m/min。 將v=18m/min，s=0.21mm/r，D=17代入公式（2-2）得： 切削功率計算 ： (2-3) 所以切削功率為： = 2.2 組合機床總體設(shè)計 組合機床總體設(shè)計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行方案圖紙設(shè)計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計算卡片、機床聯(lián)系尺寸圖等。 2.2.1 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，表示在一臺機床上或一條自動在線完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖紙。 它是在原有零件圖基礎(chǔ)上，以突出本機床或自動線加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時調(diào)整機床、檢查精度的重要技術(shù)。 1． 被加工零件工序圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： (1) 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 (2) 本工序所選用的定位基準、夾緊部位及夾緊方向，以便據(jù)此進行夾具的支承、定位、夾緊和導向等機構(gòu)設(shè)計。 (3) 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、幾何公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。 (4) 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 2. 編制零件加工工序圖的注意事項： (1) 加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準直接發(fā)生關(guān)系。 (2) 對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認真分析，保證加工能正常進行。 (3) 當本工序有特殊要求必須注明。 該加工孔的直徑為17mm，表面粗糙度為12.5，孔深為6mm。以三面定位消除工件的六個自由度，具體的定位方法是：左端面由支承釘定位，后面由支承板定位，而底面則由專用墊塊完成定位。 支承釘和支承板裝配前要配磨，以保證工件的定位精度。如圖2-1中要求被加工部分用粗實線表示，其余用細實線表示。 圖2-1即為發(fā)動機支架的加工工序圖，材料為45號鋼。 圖2-1 發(fā)動機支架加工工序圖 2.2.2 加工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它是設(shè)計刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、氣壓系統(tǒng)以及選擇動力部件、繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必須的重要技術(shù)需求。 加工示意圖的內(nèi)容有：機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及導向、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；接桿、浮動卡頭、導向裝置；刀具、導套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，按比例用細實線畫出工件外形，加工部位、加工表面畫粗實線；必須使工件和加工方位與機床布局相吻合，一般主軸的分布不受真實距離的限制。當主軸彼此間很近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導向裝置時，必須以實際中心距嚴格按比例畫，以便檢查相應(yīng)主軸、刀具、輔助、導向等是否相互干涉。主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起，刀具畫加工終了位置。 1. 刀具的選擇 選擇刀具應(yīng)考慮工件的材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求選擇刀具的原則： (1) 只要條件允許，為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單、刃磨容易，應(yīng)盡量選擇標準刀具和簡單刀具。 (2) 為使工序集中或保證加工精度，可采用先后加工或同時加工兩個或兩個以上表面的復合刀具。 (3) 選擇刀具結(jié)構(gòu)時，還須認真分析被加工零件材料特點。 因為孔的直徑是17mm，根據(jù)參考文獻[2]，所以選用GB1439-85的錐柄麻花鉆。刀具選擇第一系列，d=17mm。莫氏圓錐號選擇2號。 2. 切削用量的選擇 根據(jù)參考文獻[1]，關(guān)于切削用量的確定按表2-7推薦數(shù)值選取。本設(shè)計中加工直徑d=17mm，確定切削速度v=18m/min，進給量s=0.21mm/r。 3. 導向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機床加工孔時，除用剛性主軸加工的方案外，加工孔的尺寸和位置精度都是依靠夾具導向來保證的。 如何正確的選擇導向結(jié)構(gòu)，確定導向的參數(shù)和精度，是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時要解決的問題。 (1) 正確的選擇導向類型 在加工小孔時，如鉆孔其導向部分直徑較小，旋轉(zhuǎn)線速度一般不小于20m/min，通常使用固定式導向，刀具或刀桿在導套內(nèi)既轉(zhuǎn)動又移動，這種導向方法精度較好，但容易磨損，不利于持久保持精度。 (2) 正確的選擇導向的形式和結(jié)構(gòu) 必須根據(jù)導向的選擇速度、加工精度、刀具工作條件等具體情況，選擇導向的形式和結(jié)構(gòu)。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，查閱參考文獻[3]，選擇導向長度為45mm的長型快換鉆套。 鉆套配合的選擇，查閱參考文獻[4]附表4：d用G6，D用F7/n6，D1用H7/n6。圖2-2即為本設(shè)計所選用的導套。 (3) 確定導向的數(shù)量 導向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況而定。本設(shè)計中鉆連桿體孔較小且深度不大，所以選用一個導向。 (4) 選擇導向的參數(shù) 導向的參數(shù)要根據(jù)導向的形式、工件形狀和加工精度要求及刀具的剛性來決定。根據(jù)參考文獻[1]（機械部分）表3-4選出導向長度和導向至工件端面的距離，公差配合等，導向長度=45mm，導套到工件端面的距離=20mm。其它具體的數(shù)值間加工示意圖。 圖2-2導套 4. 確定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進給抗力和主軸——刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主軸軸頸尺寸規(guī)格應(yīng)依據(jù)選定的切削用量計算出切削轉(zhuǎn)矩T。查參考文獻[4]表3-4和表3-5初定主軸直徑d，并考慮便于生產(chǎn)管理，適量簡化規(guī)格。 綜合考慮加工精度和具體工作條件，按參考文獻表3-6和表4-1選定主軸外伸長度L、外徑D和內(nèi)徑d1及配套的刀具接桿的莫氏錐度號。具體如下： 查參考文獻[1]表5-10，可取主軸直徑d=35mm 由參考文獻[4]表3-4和表4-1查得： 外伸長度 L=100mm 外徑 D=50mm 內(nèi)徑 d=36mm 接桿莫氏錐度號 2 5. 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力頭工作循環(huán)一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作。根據(jù)具體的加工要求，考慮到工藝方案，確定快進為100mm，工進為24mm，快退為124mm。 (1) 工作進給長度的確定 工作進給長度如圖2-3所示，它應(yīng)等于加工部位長度L與刀具的切入長度和切出長度之和，即： =+L+ (2-4) 式中 ——刀具的切入長度，mm； ——刀具的切出長度，mm。 切入長度一般取5～10mm，本設(shè)計=8mm。 切出長度查文獻[4]表3-7： =+（3～8）mm (注：d為鉆頭直徑） (2-5) 取： =10mm 則： =8+6+10=24mm (2) 快速進給長度的確定 快速進給量是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度按具體情況確定。本設(shè)計快速進給長度 l=100mm。 (3) 快速退回長度的確定 快速退回的長度等于快進給和工作進給長度之和。一般在固定式夾具鉆、擴孔的機床上，動力部件快速退回的行程只要把所有刀具都退至導套內(nèi)，不影響工件裝卸即可。 =+L=100+24=124mm (2-6) 圖2-3刀具 (4) 動力部件總行程的確定 動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需要的行程外，還要考慮因刀具磨損或補償制造，安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸中取出時，動力部件需后退的距離（刀具退離夾具導套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔內(nèi)的長度，即后備量）。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。 6. 選擇接桿 除剛性主軸外，組合機床主軸與刀具件常用接桿連接（稱剛性連接），在鉆、絞、锪孔及倒角等加工小孔時通常用接桿。因為主軸箱各主軸的外伸長度都為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時加工完各孔的要求。 為了使工件端面至主軸箱端面為最小距離，首先應(yīng)按加工部位在外壁、加工孔深最淺孔徑又最大的主軸選定接桿（通常先按最小長度選取），由此選用其它接桿。接桿已標準化，通用標準接桿號可根據(jù)刀具尾部結(jié)構(gòu)（莫氏號）和主軸頭部內(nèi)孔直徑d1，按參考文獻[4]表8-1、表8-2選取B型。 7. 標注聯(lián)系尺寸 首先從同一主軸箱上所有刀具中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，使其接桿最短，以獲得加工終了時主軸箱前端面到工件端面之間所需要的最短距離。 本設(shè)計中由于主軸較少且結(jié)構(gòu)相同，故只需考慮最短接桿即可。并據(jù)此確定全部刀具、接桿、導向托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。 主軸端部須標注外徑和孔徑（D/d），外伸長度L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸須標注直徑和長度；導向結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)標注直徑、長度、配合；工件至夾具之間的尺寸須標注，工件離導套端面的距離；還須標注托架與家具之間的尺寸，工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。 主軸箱端面到工件端面之間的距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸。為使所設(shè)計的機床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量縮小這一距離。這一距離取決于兩方面：一是主軸箱上刀具、接桿、主軸等結(jié)構(gòu)和相互聯(lián)系所需的最小尺寸；二是機床總布局所要求的聯(lián)系尺寸，這兩方面是相互制約的。 8. 其它需注意的問題 (1) 加工示意圖應(yīng)與機床實際加工狀態(tài)一致，表示出工件安裝狀態(tài)及主軸加工方法。 (2) 圖中尺寸應(yīng)標注完整，尤其是從多軸箱端面至刀尖的軸向尺寸鏈應(yīng)齊全，以便檢查行程和調(diào)整機床。圖中應(yīng)表示出機床動力部件的工作循環(huán)圖及各行程長度。 (3) 加工示意圖應(yīng)有必要的說明。如被加工零件的名稱、圖號、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷卻液及其它特殊的工藝要求。 2.2.3 機床聯(lián)系尺寸總圖 1. 機床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內(nèi)容 機床尺寸聯(lián)系圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè)計和確定機床最大占地面積的指導圖紙。 組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計的組合機床能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上均勻合理，符合多快好省的精神，必須對所設(shè)計的組合機床各部件之間的關(guān)系進行全面的分析研究。這是通過繪制機床聯(lián)系尺寸圖來達到目的。 2. 繪制機床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 機床尺寸聯(lián)系圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件(動力部件及配套的滑座、床身和立柱等)，以及確定的專用部件結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 (1) 機床裝料高度的確定 裝料高度是指工件定位基面與地面的垂直距離。確定機床裝料高度，要考慮工人操作的方便性。我國過去設(shè)計組合機床一般取裝料高度為H=850mm，新頒國家標準裝料高度1060mm，實際設(shè)計時常在850～1060mm之間選取。我們選取為927mm。 (2) 夾具輪廓尺寸的確定 夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。對于本設(shè)計夾具體的輪廓尺寸為360mm、300mm、217mm。夾具體底座高度的確定應(yīng)根據(jù)夾具大小而定，既要保證足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度。 (3) 機床中間底座的尺寸的確定 在確定中間底座高度的尺寸時，在長寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝要求。應(yīng)注意機床的剛性要求；應(yīng)考慮鐵削的儲存及排除，以及冷卻液的儲存。當裝料高度取850mm時，床身和中間底座之間的結(jié)合面的高度，無論哪一型號的床身都是統(tǒng)一的，定位540mm，所以中間底座大于540mm。 (4) 主軸箱輪廓尺寸的確定 標準主軸箱的厚度由主軸箱體、前蓋和后蓋三層尺寸組成。根據(jù)參考文獻[1](機械部分)P143，主軸箱厚為180mm，機床為立式，前蓋厚為70mm，后蓋采用90mm，因此，主軸箱總厚度為340mm，主軸箱的高度和寬度都是400mm。 (5) 滑臺的選擇 動力滑臺是由滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成、實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。按驅(qū)動和控制方式的不同，滑臺分為液壓滑臺、機械滑臺和數(shù)控滑臺?；_的選擇應(yīng)根據(jù)工件的外輪廓尺寸和進給抗力，工作循環(huán)來確定。 由參考文獻[6]可查的用1HY40型的液壓滑臺，行程為400mm，最大進給抗力為20000N，快速移動速度為8m/min。 (6) 其它的配套部件的選擇 由參考文獻[6]可查的1HY40型滑臺立式配置時的其它部件為： 立柱其型號為1CL40 立柱側(cè)底座其型號為1CD401 2.2.4 機床生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)加工示意圖中的工作行程長度、切削用量、動力部件的快進及工進速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并繪制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機床達的加工過程，完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。 1. 理想生產(chǎn)率Q Q=A/K件/小時 （2-7） 式中 A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)，件； K——全年工時總數(shù)，小時。 本設(shè)計中A=80000件，K=2350小時 則： Q=A/K=34.04件/小時 表2-1即為所加工零件的生產(chǎn)率計算卡。 表2-1生產(chǎn)率計算卡 被加工零件 圖號 毛坯種類 鑄件 名稱 發(fā)動機支架 毛坯質(zhì)量 材料 45 硬度 工序名稱 鉆孔 工序號 序號 1 2 3 4 5 備注 工步名稱 裝卸零件 滑臺快進 道具工進 滑臺 快退 停留 裝卸工件時間取決于操作者熟練程度，本機床計算時取1min 被加工零件 1 加工直徑（mm） φ17 加工長度（mm） 工作行程（mm） 100 24 124 切削速度（m·min） 18 每分鐘轉(zhuǎn)速（r·min） 進給量（mm·r） 0.21 進給速度（mm·min） 71.4 工時 機加工時間 0.34 輔助時間 1 0.0125 0.0155 0.1 共計 總計 1.468 單件工時 1.468 機床生產(chǎn)率 40.87 機床負荷率 83% 2. 實際生產(chǎn)率 機床實際生產(chǎn)率（件/小時）指所設(shè)計的機床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量： =60/ (2-8) 式中 ——生產(chǎn)一個零件所需時間，min；可按(2-9)式計算： (2-9) 式中 ——分別為刀具第I、第II工作進給長度，mm； ——分別為刀具第I、第II工作進給量，mm/min； ——當锪端面時，滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需的時間，min； ——分別為動力部件快進、快退行程長度，mm； ——動力部件快速行程速度；液壓動力部件取3～10min； ——直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取0.1min； ——工件裝、卸時間，一般取0.5min。 =60/1.468=40.87件/小時 3． 機床負荷率 當>Q時，=Q/=34.04/40=0.83 (2-10) 4． 生產(chǎn)率計算卡，應(yīng)注意以下幾個問題： (1) 在時間的選擇上，應(yīng)考慮同時加工的工序應(yīng)以時間最長的作為工進時間。 (2) 在某方向多軸加工時，也是選擇工進時間最長的作為此方向的工進時間。 2.3 確定主軸箱輪廓尺寸 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度和高度及最低主軸高度。主軸箱寬度、高度的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按(2-11)、(2-12)式: (2-11) (2-12) 式中 ——工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離，mm； ——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離，mm； ——工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，mm； ——最低主軸高度，mm。 其中，與工件最低孔位置（mm）、機床裝料高度（mm）、滑臺滑座總高（mm）、側(cè)底座高度（mm）、滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊高度（mm）等尺寸有關(guān)。對于立式組合機床，要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦。 本機床按式： (2-13) 計算得：mm，h=73mm，取b1=100mm，求出主軸箱輪廓尺寸： mm mm 根據(jù)上述計算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標準，確定主軸箱輪廓尺寸為： 500mm×500mm 2.4 通用部件的選擇 由切削用量計算得到的各主軸的切削功率的總和，根據(jù)參考文獻[4]有： (2-14) 式中 ——消耗于各主軸的切削功率的總和，kW； ——多軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取0.8～0.9，加工有色金屬0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動復雜時取小值，反之取大值。本設(shè)計中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，有主軸數(shù)量較少、傳動簡單，故取。 單個鉆孔功率： kW 則： kW 根據(jù)機械滑臺的配套要求，滑臺額定功率應(yīng)大于電機功率的原則，查文獻[2]114～115頁的表5-38、表5-39得出動力箱及電動機的型號如表2-2所示： 表2-2動力箱及電動機型號表 動力箱型號 電動機型號 電動機功率(kW） 電動機轉(zhuǎn)速（r/min） 輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min） 主軸箱 1TD50Ⅲ Y132M-6 5.5 960 480 第3章 組合機床主軸箱設(shè)計 多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)計的傳遞個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、較、鏜等加工工序。 目前多軸箱設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機輔助設(shè)計法兩種。 電子計算機設(shè)計多軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制好的程序，通過人機交互方式，可迅速、準確地設(shè)計傳動系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、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)計法的順序是：繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸及模數(shù)；擬訂傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸，繪制坐標檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細表。 在此用一般設(shè)計方法設(shè)計多軸箱。 本組合機床主軸箱應(yīng)滿足加工要求，保證加工精度，機床運行平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整。操作應(yīng)盡量簡便，減輕工作人員的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。 3.1 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 主軸箱的設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來的，其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計的原始要求和已知條件。 在編制此圖時從“三圖一卡”中已知： (1) 主軸箱輪廓尺寸500×500； (2) 工件輪廓尺寸及各孔的位置尺寸； (3) 工件和主軸箱相對位置尺寸。 根據(jù)以上依據(jù)編制出的主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖如圖3-1所示： 圖3-1組合機床設(shè)計原始依據(jù)圖 3.2 主軸、齒輪的確定及動力計算 主軸結(jié)構(gòu)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)、刀具的進給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔是常采用滾珠軸承主軸；擴、鏜、鉸孔等工序常采用滾錐軸承主軸；主軸間距較小時常選用滾針軸承主軸。 因本主軸箱的主軸都是用來攻螺紋，采用滾錐軸承主軸。 主軸直徑在繪制“三圖一卡”時都已經(jīng)確定好。 齒輪模數(shù)m一般采用模擬法確定，多軸箱中齒輪常用的模數(shù)有2、2.5、3、3.5、4等幾種。根據(jù)經(jīng)驗采用模擬法從通用系列中選取各齒輪模數(shù)。 為便于生產(chǎn)同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。此多軸箱中齒輪的模數(shù)取3。 3.3 主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 3.3.1 驅(qū)動軸、主軸的坐標計算 根據(jù)主軸箱設(shè)計原始依據(jù)表3-1，驅(qū)動軸、主軸的坐標尺寸。如表3-1所示： 表3-1驅(qū)動軸、主軸坐標值 坐標 主軸2 主軸3 主軸4 主軸5 主軸1 X Y 158.5 219 158.5 146 219 219 219 146 225 100 3.3.2 擬訂主軸箱傳動路線 在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，要盡可能用較少的傳動件，使數(shù)量較多的主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，因此在設(shè)計時單一的計算或作圖的方法是難以達到要求的，現(xiàn)在一般采用“計算、作圖和試湊”相結(jié)合的辦法來設(shè)計。 根據(jù)需加工孔的位置情況設(shè)計主軸箱的傳動路線敘述如下： 在實際設(shè)定傳動路線的過程中，為了保證每跟主軸的轉(zhuǎn)動方向一致，只能在主軸之間選用一個傳動軸或三個轉(zhuǎn)動軸進行傳動。同時，由于所有的主軸轉(zhuǎn)速是n=337r/min，0號軸的轉(zhuǎn)速為480r/min，在傳到1號軸時其轉(zhuǎn)速為267r/min，從0號軸傳出到軸2、軸3、軸4和軸5時，轉(zhuǎn)速為340r/min，傳動方向最后一致，就不需再調(diào)整軸的轉(zhuǎn)向。 3.3.3 確定傳動軸位置和齒輪齒數(shù) 本主軸箱內(nèi)傳動系統(tǒng)的設(shè)計是按“計算、作圖和試湊”的一般方法來確定齒輪齒數(shù)、中間傳動軸的位置和轉(zhuǎn)速，在設(shè)計過程中通過反復試湊及畫圖，才最后確定了齒輪的齒數(shù)和中間軸的位置。 1. 各主軸及驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速求驅(qū)動軸到各主軸之間的傳動比 主 軸： r/min 驅(qū)動軸： 480r/min 各主軸的總傳動比： 2. 傳動軸位置、各軸之間的傳動比、及嚙合齒輪齒數(shù)的確定 (1) 確定傳動軸的位置及其與驅(qū)動軸0，主軸間的齒輪副齒數(shù) 取第一次的減速傳動比，取1號軸齒數(shù)為43（排在第Ⅳ排），。從1號軸到2號主軸再進行一次升速，取1號軸上的另一小齒輪的齒數(shù)為28，模數(shù)為3，取傳動比為0.786，2號主軸的齒輪齒數(shù)為，取齒輪齒數(shù)為22（排在第Ⅱ排）。 驗算各軸的轉(zhuǎn)速： 則轉(zhuǎn)速相對損失為： 相對損失在5%以內(nèi)，符合誤差設(shè)計要求。 (2) 確定手柄軸與主軸1間的齒輪副齒數(shù)。 參考文獻[1]取，Z17=28，m=3；（設(shè)齒輪在第Ⅲ排）。 (3) 葉片泵的設(shè)置 由于葉片泵使用可靠，所以該主軸箱決定采用葉片泵進行潤滑。油泵打出的油經(jīng)分油器分向各個需潤滑的部位，主軸箱體前后壁之間的齒輪用油盤潤滑，箱體和后蓋以及前蓋的齒輪用油管潤滑。該葉片潤滑泵安裝在箱體的前表壁上，采用油泵傳動軸帶動葉片轉(zhuǎn)動的傳動方式，計算出： =r/min 在300~800r/min范圍內(nèi)，滿足要求。 3.4 多軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖 坐標計算就是根據(jù)以知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系，精確計算各中間傳動軸的坐標。其目的是為多軸箱箱體零件補充加工圖提供孔的坐標尺寸，并用于繪制坐標檢查圖來檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否正確合理。 3.4.1 選擇加工基準坐標系XOY，計算主軸、驅(qū)動軸坐標 加工基準坐標系在前文已經(jīng)選擇好了（請見表3-1），驅(qū)動軸及主軸的坐標在3.3.1中也已經(jīng)計算好（請見表3-1）。 3.4.2 計算傳動軸的坐標 傳動軸1的坐標計算由于傳動軸1帶動軸2、3、4、5，所以，傳動軸1只能在四個軸的中心點上，坐標為（225，100） 3.4.3 繪制坐標檢查圖 在坐標計算完成后，要繪制坐標及傳動關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動系統(tǒng)的正確性。 3.5 齒輪強度校核 在初步確定主軸傳動系統(tǒng)后還要對危險齒輪進行強度校核，尤其對低速級齒輪或齒根到鍵槽距離較小的齒輪及受轉(zhuǎn)矩較大的齒輪進行校核，以保證傳動系統(tǒng)平穩(wěn)準確，有一定的使用壽命。 通過比較發(fā)現(xiàn)，主軸箱中最薄弱的齒輪是驅(qū)動齒輪，因為其傳動的功率大，如果它能滿足強度要求，則其它的齒輪也應(yīng)滿足要求。 驅(qū)動軸上的齒輪齒數(shù)=24，m=3，與其相嚙合的大齒輪的齒數(shù)=43，m=3，驅(qū)動軸所傳遞的功率P=5.5kW，轉(zhuǎn)速=480r/min，齒數(shù)比=1.79，齒輪材料為45鋼，大、小齒輪的硬度分別為220HBS、260HBS。 3.5.1 校核齒根彎曲疲勞強度 齒根彎曲疲勞強度的校核公式為： (3-1) 確定公式(3-1)中各參數(shù)值： (1) 大、小齒輪的彎曲疲勞強度極限 、 查參考文獻[13]圖6.9取MPa，MPa (2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)、 查參考文獻[13]圖6.7取， (3) 許用彎曲應(yīng)力、 取定彎曲疲勞系數(shù)SF=1.4， 應(yīng)力修正系數(shù)YST=2.0得： (4) 齒形系數(shù)、和應(yīng)力修正系數(shù)、 查參考文獻[13]表6.4得=2.97，=2.62，=1.52，=1.59 (5) 計算大、小齒輪的與，并加以比較取其中大值代入公式計算: 小齒輪的數(shù)值較大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強度。 校核計算： MPa≤ 彎曲疲勞強度足夠。 3.5.2 校核接觸疲勞強度 接觸疲勞強度由公式： 進行校核 確定公式中各參數(shù)值： (1) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1：N?mm (2) 大、小齒輪接觸疲勞強度極限、 按齒面硬度查參考文獻[15]圖6.8得大、小齒輪的接觸疲勞強度極限=600MPa，=560MPa (3) 接觸疲勞壽命系數(shù)、 查參考文獻[15]圖6.6得=0.9，=0.95 (4) 計算許用接觸應(yīng)力： 取安全系數(shù)， 則： MPa MPa MPa (5) 確定材料系數(shù) 查參考文獻[13]表6.3得=189.8 (6) 計算圓周速度 m/s (7) 確定載荷系數(shù) 查參考文獻[15]表6.2得使用系數(shù)，根據(jù)v=1.28 m/s，7級精度查參考文獻[15] 6.10得動載系數(shù)，查圖6.13得，則： 校核計算： MPa≤ 接觸疲勞強度滿足要求。 所以該齒輪滿足使用要求。 3.6 傳動軸直徑的確定和軸的強度校核 3.6.1 軸的直徑的確定 傳動軸1軸上有三排齒輪，其直徑由彎距計算可得，因其承受的彎矩也比較小，參考其它軸，選取d =30mm。 軸2～5：由彎矩計算及參考其它軸取mm。 油泵軸：選取油泵軸的直徑 mm。 3.6.2 軸的強度校核 軸在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后，進行校核計算。計算準則是滿足軸的強度或剛度要求。進行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的方法，并恰當?shù)剡x取其許用應(yīng)力，對于用于傳遞轉(zhuǎn)矩的軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，對于只受彎矩的軸（心軸）應(yīng)按彎曲強度條件計算，兩者都具備的按疲勞強度條件進行精確校核等。 在本設(shè)計中軸的直徑是按強度公式計算進行選擇，因此并不是要對主軸箱內(nèi)所有的軸都進行校核，只是對那些承受彎、扭矩相對交較大的軸進行強度校核。在這里對傳動軸1進行強度校核。 1. 傳動軸1上的轉(zhuǎn)矩 在工作時，主軸上所承受的功率P=1.22kW（不計齒輪的嚙合損耗和軸承損耗的功率）。則： N·m 2. 作用在齒輪上的力 d=mz=2×17=34mm 3. 軸的受力分析 (1) 畫軸的受力分析圖； (2) 計算支承反力： 在水平面內(nèi)： 式中 。 在垂直平面內(nèi)： N (3) 畫彎矩圖（見圖3-2） 在水平面內(nèi)， a-a剖面左側(cè) N·m a-a剖面右側(cè) N·m 在垂直平面內(nèi)，a-a剖面左側(cè) N·m a-a剖面右側(cè) N·m 合成彎矩，a-a剖面左側(cè) N·m a-a剖面右側(cè) N·m (4) 畫轉(zhuǎn)矩圖 4. 危險截面的判斷 a-a截面左右的合成彎矩右側(cè)相對左側(cè)大些，扭矩為，則判斷左側(cè)為危險截面，只要右側(cè)滿足強度要求即可。 5. 軸的彎扭合成強度校核 由參考文獻[15]表11.2查得MPa， 圖3-2軸的彎矩、扭矩圖 a-a剖面左側(cè) MPa< 6. 軸的疲勞強度安全系數(shù)校核 根據(jù)參考文獻[13]表11.2查得MPa，MPa，MPa，， a-a截面左側(cè) mm 由參考文獻[15]附表11.2查得，；由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)，；軸經(jīng)磨削加工，由附表11.4得表面質(zhì)量系數(shù)。則 安全系數(shù)： 查參考文獻[15]表11.8得許用安全系數(shù)，，則剖面安全，即主軸的強度滿足要求。 3.7 主軸箱體及其附件的選擇設(shè)計 3.7.1 主軸箱的選擇設(shè)計 該拖拉機箱體三面攻螺紋組合機床主軸箱選用500×500的通用主軸箱體，主軸箱體材料為HT200，雖然主軸箱是通用的，但為了滿足具體的使用要求，故在此基礎(chǔ)上進行了一系列的補充加工。 3.7.2 主軸箱上的附件設(shè)計 1. 分油器 本主軸箱中分油器選用B-ZIR31-2-36型分油器，其作用是把油分成幾路，分別潤滑不同排數(shù)的齒輪及軸承，以便于保證軸承，齒輪有一定的使用壽命，減少摩擦和磨損，降低振動，消耗發(fā)熱。 2. 油杯 油杯是用來給箱體注油用的，以保證箱體內(nèi)油量滿足使用要求。 3. 油塞 油塞是用來放油用的，應(yīng)該置在箱體的底部，由于該主軸箱是臥式組合機床，故活塞放置在箱體上，放油孔螺母與凸臺之間應(yīng)加封油圈密封。 4. 油標 油標是用來指示油的高度的，應(yīng)該放置在便于檢查及油面較穩(wěn)定處，該主軸箱選用管狀油標(GB1162-79)放置在箱體側(cè)面上。 結(jié) 論 本次設(shè)計的是鉆支架孔專機總體及主軸箱設(shè)計，這樣的設(shè)計大大提高了工作效率、降低了生產(chǎn)成本。 本機床設(shè)計合理，符合實際應(yīng)用，滿足加工要求，且較大部分采用通用件和標準件，制造成本合理，設(shè)備維修方便。在設(shè)計過程中借鑒了國內(nèi)現(xiàn)有的一些組合機床材料，結(jié)合被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，針對原有的組合機床的不足進行改進，解決的主要問題是各動力部件的選用，以及夾具和主軸箱的設(shè)計 但在設(shè)計過程中，尚不能同時兼顧到組合機床的外形美觀、材料節(jié)省等因素。在以后的改進中希望能進一步完善，以期于完成一部功能好、外形美又節(jié)省成本的機床。 致 謝 這次設(shè)計是發(fā)動機支架立式單面組合鉆床，在于鳳云老師指導下及與同組設(shè)計同學共同努力下如期完成了任務(wù)。 由于我們還是學生，所以在設(shè)計方面還是缺乏經(jīng)驗的，但設(shè)計任務(wù)擺在我們面前，我們不得不想辦法去完成這設(shè)計任務(wù)。院里也知道我們學生只懂得一些理論知識，對生產(chǎn)實踐的內(nèi)容知之甚少，所以在做畢業(yè)設(shè)計之前給我們安排了為期三個星期的畢業(yè)實習。在實習過程中，通過與工廠里的師傅們的交流，我認識到并非所有的理論知識都能在實踐中運用。總的來說，通過這次畢業(yè)實習，我對所要設(shè)計的組合機床有了一個理性的認識，對我的畢業(yè)設(shè)計是有很大的幫助作用，因此在這里對院里為我們安排的實習表示感謝。 為期三個月的畢業(yè)設(shè)計已結(jié)束，回顧這三個月，我覺得做設(shè)計并不是十分的容易的事情。它需要我們查閱大量的文獻數(shù)據(jù)，將不同課程的知識綜合地運用起來，它不同于以前單一的課程設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計不僅是對大學學習的一個總結(jié)，還是對工作環(huán)境的一種模擬。通過本次的畢業(yè)設(shè)計使我能夠?qū)⒗碚撆c實踐融會貫通，加深了對理論知識理解的同時對實踐經(jīng)驗有了進一步的提高。 本次設(shè)計任務(wù)業(yè)已順利完成，但限于本人的水平和經(jīng)驗，且是第一次做這樣的工作，本設(shè)計中一定有錯誤和不妥之處，在此懇請各位老師批評指正。 在這次畢業(yè)設(shè)計期間，我得到了于鳳云老師的悉心指導，同組同學的熱心幫助。在這對設(shè)計過程中所有幫助過我的人一并致謝。 參考文獻 1. 施華. 通用機床﹑組合機床和加工中心在工藝方案中的選用[J].機械制造與研究，2008，(37):79-81. 2. 王敏. 組合機床主軸箱的計算機輔助設(shè)計[J]. 設(shè)計與研究，2007，(4)：32-33. 3. 葉偉昌. 機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(上冊) [M].北京：機械工業(yè)出版社，2001:35-37. 4. 葉偉昌. 機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(下冊) 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