油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計

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CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 題目 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 二級學院 直屬學部 專業(yè) 班級 學生姓名 學號 指導教師姓名 職稱 評閱教師姓名 職稱 2014 年 11 月 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 1 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計我設(shè)計的課題是加工油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 該油泵體下 體零件結(jié)構(gòu)較為簡單 體積不大 可以采用一般機床進行加工 但為了盡量提高生產(chǎn) 效率和降低工人勞動強度 專門設(shè)計雙面鉆孔加工的組合機床及其專用夾具 本設(shè)計 說明書主要包括四章 第一章介紹組合機床設(shè)計的基本方法 第二章為組合機床工藝 方案的編制 確定組合機床的切削用量 組合機床總體設(shè)計等 第三章為組合機床主 軸箱的設(shè)計 第四章為結(jié)論 設(shè)計的機床是雙面加工組合機床 從工件定位及夾緊可靠 保證加工精度出發(fā) 選擇臥式雙面非剛性軸組合機床 并繪制了加工工序圖 加工示意圖和臥式雙面組合 機床的聯(lián)系尺寸圖 全書貫徹了現(xiàn)行的國家標準 關(guān)鍵詞 油泵體下體零件 組合機床 多軸箱 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 目 錄 1 概述 3 2 組合機床的總體設(shè)計 5 2 1 組合機床工藝方案的制定 5 2 2 工藝分析 5 2 3 加工示意圖部份 6 2 4 機床尺寸聯(lián)系圖 7 3 組合機床多軸箱的設(shè)計 10 3 1 概述 10 3 1 1 組合機床多軸箱的用途和分類 10 3 1 2 通用主軸箱的組成 10 3 2 通用多軸箱設(shè)計 11 3 2 1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 11 3 2 2 主軸 齒輪 的確定及動力計算 12 3 2 3 多軸箱傳動設(shè)計 13 結(jié) 論 25 致 謝 26 參考文獻 27 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 3 1 概述 組合機床的組成和特點 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) 配以少量專用部件組成的一 種高效專用機床 組合機床中各種部件都是具有一定獨立功能的部件 并且大都是已經(jīng)標準化 系 列化和通用化的通用部件 只有多軸箱和夾具是根據(jù)工件的尺寸形狀和工藝要求設(shè)計 的專用部件 但其中絕大多數(shù)零件如夾壓元件 傳動件等也是標準件和通用件 通用部件是組合機床的基礎(chǔ) 用以實現(xiàn)機床切削和進給運動的通用部件 如各種 工藝切削頭 動力箱 動力滑臺等動力部件 用以安裝動力部件的通用部件 如底座 等 組合機床的特點 主要用于箱體零件和復雜的孔面加工 生產(chǎn)率高 因為工序集中 可多面 多工位 多軸 多刀同時自動加工 加工精度穩(wěn)定 因為工序固定 可選用成熟的通用部件 精密夾具和自動工作 循環(huán)來保證加工精度的一致性 研制周期短 便于設(shè)計 制造和使用維護 成本低 因為通用化 系列化 標 準化程度高 通用零部件占 70 90 通用部件可組織批量生產(chǎn) 進行預制或外購 自動化程度較高 勞動強度低 配置靈活 因為結(jié)構(gòu)模塊化 組合化 可按工件或工序要求 用大量通用部件 和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機床及自動線 機床易于改裝 產(chǎn)品及工藝 變化時 通用部件一般可以重復利用 組合機床常用的通用部件有 床身 側(cè)底座 底座 包括中間底座和立柱底座 立柱 動力箱 動力滑臺 各種工藝切削頭等 對于一些按順序加工的多工位組合機 床 還有移動工作臺或回轉(zhuǎn)工作臺 動力箱 各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動和進給運動的動 力部件 其中還有可能同時完成切削主運動和進給運動動力頭 床身 立柱 中間底座等是組合機床的支承部件 起著機床的基礎(chǔ)骨架作用 組 合機床的剛度和部件之間的精度保持性 主要由這些部件保證 除了上述主要部件之外 組合機床還有各種控制部件 主要指揮機床按順序動作 以保證機床按規(guī)定的程序進行工作 組合機床的通用部件 絕大多數(shù)已有國家標準 并按標準所規(guī)定的名義尺寸 主 參數(shù) 互換尺寸等定型 各種通用部件之間有配套關(guān)系 這樣 用戶可根據(jù)被加工零 件的尺寸 形狀和技術(shù)要求等 選用通用部件 組成不同型式的組合機床 以滿足生 產(chǎn)的需要 目前 我國的組合機床已主要為汽車 軍工 農(nóng)機 工程機械 電力設(shè)備 鐵路 機車 船舶等行業(yè)服務 我國已連續(xù)幾年成為世界最大的機床消費國和機床進口國 是世界第三大機床生產(chǎn)國 在機械制造中 對單件或小批量生產(chǎn)的工件 許多工廠采用通用機床加工 由于 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 通用機床要適應被加工零件形狀和尺寸的要求 故機床結(jié)構(gòu)一般比較復雜 不僅如此 在實際加工中 由于只能單人單機操作 一道一道工序地完成 所以工人的勞動強度 大 生產(chǎn)率低 工件的加工質(zhì)量也不穩(wěn)定 針對以上的問題 組合機床便出現(xiàn)并逐步發(fā)展起來 組合機床是根據(jù)加工需要 以大量通用部件為基礎(chǔ) 配以少量專用部件組成一種高效組合機床 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法 生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍 至幾十倍 組合機床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件 加工時 工件一般不旋轉(zhuǎn) 有 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)各種加工 組合機床的設(shè)計 目 前基本上有兩種方式 第一 是根據(jù)具體加工對象的特征進行專門設(shè)計 這是當前最 普遍也是最實用的做法 第二 隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用 廣大工人 和技術(shù)人員總結(jié)出生產(chǎn)和使用組合機床的經(jīng)驗 發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面 有共性 可設(shè)計成通用部件 而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)的組合機床是極其 相似的 有可能設(shè)計成通用部件 這種機床稱為 專用組合機床 這種組合機床不需 要每次按具體對象進行專門設(shè)計和生產(chǎn) 而是設(shè)計成通用品種 組織成批量生產(chǎn) 然 后按被加工零件的具體需要 配以簡單的夾具和刀具 即可組成加工一定對象的高效 率設(shè)備 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 該課題是數(shù)控氣缸蓋導管孔組合機床的主軸箱設(shè)計 該課題來源于高精公司 這 次設(shè)計任務是組合機床主軸箱部分的設(shè)計 主軸箱設(shè)計是該次設(shè)計中一個重要的傳動 部分的設(shè)計 首先 在同組同學完成對組合機床的總體設(shè)計并繪制出 三圖一卡 的 基礎(chǔ)上 繪制主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖 接著確定主軸結(jié)構(gòu) 然后根據(jù)被加工孔的位 置 擬定傳動系統(tǒng) 這里應注意軸與軸的最小間距應符合規(guī)定要求 避免產(chǎn)生干涉 這一步是主軸箱設(shè)計的核心部分 第四步 計算并校核主軸是否符強度要求 其中包 括對主軸配套軸承的校核 第五步 設(shè)計計算同步帶傳動裝置 最后 繪制出相應的 主軸箱圖和同步帶圖以及它們的一些零件圖 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 5 2 組合機床的總體設(shè)計 組合機床的設(shè)計 目前有兩種情況 一是根據(jù)具體加工對象的具體情況進行專門 的設(shè)計 是最普遍的做法 二是 隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用 工人們 總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機床的經(jīng)驗 設(shè)計成為通用的組合機床 又稱為 專能組合 機床 這種專能組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門的設(shè)計和生產(chǎn) 而是 通過設(shè)計為通用品種 組織成批生產(chǎn) 然后按加工零件的具體要求 配以簡單的夾具 和刀具 就組成加工一定對象的高效設(shè)備 專能組合機床一般都是由單軸動力頭組成 這種機床是由安裝在支承部件上的一 個或兩個多能動力頭組成 動力頭能夠?qū)崿F(xiàn)快進 工進 快退的工作循環(huán) 實現(xiàn) 進給運動的液壓傳動裝置設(shè)置在底座內(nèi) 機床留有安裝夾具的位置 配上專用夾具及 刀具 即可用于箱體 支承座等工件的加工 組合機床設(shè)計 應考慮以下幾點 采用先進的加工工藝 制定最佳的工藝方案 合適地確定機床工序集中程度 合理地選擇組合機床的通用部件 選擇恰當?shù)慕M合機床的配置型式 合理地選擇切削用量 設(shè)計高效率的夾具 工具 刀具及主軸箱等 2 1 組合機床工藝方案的制定 制定組合機床工藝方案是設(shè)計組合機床最重要的步驟之一 工藝方案制定的正確 與否 將決定機床能否達到 重量輕 體積小 結(jié)構(gòu)簡單 使用方便 效率高 質(zhì)量 好 的要求 2 2 工藝分析 零件 油泵體下體 按圖中加工位置加工右側(cè)面放出螺紋底孔 材料為 HT200 底孔要求 孔深為 14 孔徑為 5 具體尺寸見工序圖 具體分析如下 零件為油泵體下體 要求孔具有足夠的垂直度和圓度要求 本加工屬小件加工 所以盡量采用同基準 即先加工底面 然后以下底面為精基準加工上底面 同以上底 面為基準加工下底面 孔加工都采用下底面為精基準 本設(shè)計過程為加工側(cè)面孔 采用 一面兩孔 組合定位 平面為第一定位基準 孔 46 中心線為第二定位基準 孔 13 的中心線為第三定位基準 這樣可以消除一個 X 不定度 這樣共消除了六個不定度 加工右側(cè)面的四個孔 經(jīng)過零件的分析過程 具體流程見工藝過程卡 本道工序參照工序卡 本工序采用右置式臥式機床四孔同時加工 加工余量 一次加工到位 孔深為 14 孔徑為 5 加工切削速度 V 24m min 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 F 0 07mm r N 766r min Vf 53 6m min 2 3 加工示意圖部份 1 切削用量的選擇 本圖要求右側(cè)面的四小孔同時加工 所以切削 用高速切削小進給 但考慮到孔 徑太小 刀具的強度限制不宜過高 查 筒明手冊 表 6 11 取相應的參數(shù) f 0 07mm r v 24m min 由式 n n 766n mindv 10 u f 53 6m min T 10D1 9 f 0 8 HB0 6 10 51 9 0 070 8 200 200 160 0 631 583 72 N mm F 26Df0 8HB0 6 26 5 0 070 8 200 200 160 0 6 356 96N F 總 4F 1426 384 kv P 切削 0 0196 kw DTV 9740514 3278 主軸直徑為確定 P43 表 3 4 d B 7 34 9 2mm mm130 10 標準系列表取 d 15mm 再查表 3 6 通用主軸系列參數(shù) 查主軸外伸長度及外伸軸直徑 因主軸采用滾珠軸承 由 d3 15 欄中查到長主軸 D d1 25 16mm L 85mm 接桿為莫氏圓錐 1 號 按要求加長錐柄麻花鉆頭 總長為 132 刀刃長為 90 莫氏錐度可選 1 號 查表 8 1 得可調(diào)接桿為 Tr16 1 5 接桿長為 182mm 調(diào)整中的選擇見表 8 2 由名義尺寸 16 查得 d1 Tr16 1 5 d2 24 6 h 12mm 為保證加工精度 一般需要設(shè)導向套 而由于 V 24m min 取固定導向裝置 查表 8 4 得導向套的有關(guān)規(guī)定 由 d 刀 4 6 系列到 D 10mm 配合取 67H D1 15mm 取合取 67 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 7 D2 18mm L 選短為 12mm L 8mm L1 3mm 采用單面后導向方式 由于所鉆孔都為盲孔 所以無切出長度 選切入長度為 10mm 且加工部份為 L 14mm 取切出長度為 10mm 則 Lz L 1 L L2 10 14 10 34mm 本機床快退時 刀具回到夾具 取前備量為 30mm 后備量為 40mm L 行 34 30 40 104mm 快進為 178mm 快退為 212mm 本設(shè)計中對工件采用單面加工 且四孔一樣 所以四根主軸的參數(shù)差全一樣 繪制加工示意圖如圖 07 加工示意圖按機床實際加工狀態(tài)繪制 并且是機床加工繪制狀態(tài) 所有尺寸鏈及參數(shù)如圖所示 動力部件的長度為 250mm 插表 5 1 取動力滑臺為 1HY25 選取配套為側(cè)底座為 1CC251 2 4 機床尺寸聯(lián)系圖 本設(shè)計采用多軸箱 動力滑臺結(jié)構(gòu) 影響動力部件選擇的主要因素有 切削功率 作為動力箱選用依據(jù) 進給力 快進速度 行程 多軸箱的輪廓尺寸 動力滑臺精度和導軌 材料 1 動力箱的選擇 共驅(qū)動功率由多軸箱的所用動力的功率 選用 多軸箱所用電機功率為 P 主 P 切 P 零 P 損 P 主 n PX 0 098 kw 主 8 01964 多軸箱傳動功率有加工黑色金屬時為 0 8 P114 表 5 38 根據(jù)選定的切削用量 計算的總的進給力 考慮工作的穩(wěn)定性 取 TD25IA 的動 力箱 電機的型號為 Y100L 6 電機的功率為 1 5kw 電機轉(zhuǎn)速為 940m min 驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速為 520r min 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 2 裝料高度的確定 由支承塊高度為 H 夾具底座高度為 H2 中間底座高度為 H3 也可由其至聯(lián)系 尺寸來確定 其中 H h 1 h2 h3 h4 hmin 其中 h 1 158mm 等軸箱最低軸底部的高度 hmin 52mm h2 多等軸箱底面滑動面的距離為 h2 0 5mm h3 滑臺的高度 取 h3 250mm h4 側(cè)底面高度 取 h4 560mm H h1 h2 h3 h4 h5 hmin 560 250 0 5 158 52 916 5mm 4 具體輪廓尺寸的確定 本設(shè)計為主軸箱的外廓尺寸的設(shè)計 據(jù)表 4 4 表 3 6 B b 2b1 40 2 mm240 H h h1 b1 52 124 5 100 274 5mm 據(jù) P135 據(jù) 7 1 取多軸箱的尺寸為 400 320 5 中間底座尺寸的確定 中間底座輪廓尺寸 在長度方向應滿足夾具的安裝要求 根據(jù)有關(guān)相關(guān)要求取其 尺寸 取 L 600mm 該尺寸的確定經(jīng)過多次反復才能以確定 H 630mm 6 機床聯(lián)系尺寸圖見總圖 如圖 01 7 生產(chǎn)率計算 Q 輔機 T 0 L1 178 L2 34 L3 212 Vf1 53 6m min Vf2 5m min Vf3 3m min t1 0 01min t2 t3 1 5min min 7 T 機 t1 0 1 0 29min2f6 53 T 輔 t1 t3 0 12 1 52fV L3f04182 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 9 166min Q1 30 76 件 h6 290 機床負荷率 12 當二班時 機床的理想生產(chǎn)率 Q2 24 6 件 h406 則 79 9 1037 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 3 組合機床多軸箱的設(shè)計 3 1 概述 3 1 1 組合機床多軸箱的用途和分類 主軸箱是組合機床的主要部件之一 按專用要求進行設(shè)計 由通用零件組成 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 并將動力和運動由電機 或動力箱傳給各工作主軸 使之能得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 主軸箱按其結(jié)構(gòu)大小分為大型主軸箱和小型主軸箱兩大類 大型又分為通用 標準 主軸箱和專用主軸箱兩種 專用主軸箱根據(jù)加工零件特點 及其加工工藝要求進行設(shè) 計 由大量專用零件組成 本設(shè)計采用的是通用多軸箱 它主要由通用零件組成 3 1 2 通用主軸箱的組成 1 組成 通用主軸箱在生產(chǎn)中應用甚廣 通常有鉆削類主軸箱等 通用主軸箱主要由箱體 主軸 傳動軸 齒輪 軸套等零件和通用 專用 附加機構(gòu)組成 通常 臥式主軸箱的厚 度是 325 mm 在主軸箱體前后壁之間可安排厚度為 24 mm 的齒輪三排或 32 mm 的齒輪兩 排 在主軸箱體后壁與后蓋之間可安排兩排齒輪 2 主軸箱的通用零件 目前 組合機床生產(chǎn)發(fā)展很快 不少生產(chǎn)單位都有自己的特點 通用零件的編號 如 400 400T0711 11 表示寬度為 400 mm 高度為 400 mm 的多軸箱體 箱體類零件 大型通用主軸箱箱體類零件采用灰鑄鐵材料 箱體材料用 HT200 前后蓋材料用 HT150 多軸箱的基本尺寸按系列標準 GB3668 1 83 規(guī)定 多軸箱的通用箱體類零件配套表詳見 2 表 7 1 P138 多軸箱后蓋與動力箱法蘭尺寸 如 2 表 7 2 所示 其結(jié)合面上的聯(lián)接螺釘 定位銷孔及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應 參閱 2 表 5 40 通用多軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置 參考 2 圖 7 1 表 7 3 通用主軸 選用滾珠軸承主軸 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 因為推力球軸承設(shè)置在前端 可以承受單方向的軸向力 用于鉆孔主 軸 主軸材料 40Cr 鋼 熱處理 C42 由于選擇的接桿為 2 215T0636 01 長度為 110 mm 外伸長度遠大于 75 mm 的l 主軸稱為長主軸 因此軸內(nèi)孔較長 與接桿尾部接觸面加長 增強了刀具與主軸的連 接剛度 減少刀具前端下垂 并采用了標準導向套導向 通用傳動軸 通用傳動軸一般用 45 鋼 調(diào)質(zhì) T235 通用齒輪和套 多軸箱用通用齒輪有 傳動齒輪 動力箱齒輪和電機齒輪三種 查閱 2 表 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 11 7 21 傳動齒輪綜合表 和 動力箱齒輪 P159 P160 3 2 通用多軸箱設(shè)計 3 2 1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 是根據(jù) 三圖一卡 整理編繪出來的 其主要內(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 主軸箱輪廓尺寸 400 400 毫米 工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸 工件與主軸箱相對位置尺寸 根據(jù)這些數(shù)據(jù)來編制出主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 見圖 3 1 和附表 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 附表 1 被加工零件編號及名稱 箱體 材料及硬度為 HT250 217HBS 2 主軸外伸尺寸及切削用量 3 動力部件 1TD25 1HJ25IA 2 2 KW n 1420 r min 主N 軸號 加工直徑 mm 主軸外伸尺 寸 mm 切削用量 備 注 D d L n r min v m min f mm r mm minfV 1 2 6 螺釘孔 8 5mm 30 20 110 500 13 0 1 50 3 2 2 主軸 齒輪 的確定及動力計算 1 主軸的結(jié)構(gòu)型式和直徑 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) 刀具的進給抗力 和切削轉(zhuǎn)矩 鉆孔時采用滾珠軸承主軸 主軸的直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸初步確定 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 13 齒輪模數(shù) m 單位 mm 一般用類比法確定 也可根據(jù)公式計算 多軸箱中齒輪模數(shù) 常用 2 2 5 3 3 5 4 幾種 為了便于生產(chǎn) 同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格不易采用兩 種以上 2 多軸箱所需動力計算多軸箱的動力計算包括多軸箱所需要的功率和進給力兩 項 多軸箱所需功率 按下列公式計算 多 軸 箱P 3 1 式中 切削功率 單位為 KW 切 削 空轉(zhuǎn)功率 單位為 KW 空 轉(zhuǎn)P 與負荷成正比的功率損失 單位為 KW 損 失 每根軸的切削功率查閱 組合機床切削力及功率計算圖 得到 0 12 KW 每切 削P 根軸的空轉(zhuǎn)功率查閱 2 表 4 6 軸的空轉(zhuǎn)功率 KW 得到 0 067 空 轉(zhuǎn) 空 轉(zhuǎn) KW 每根軸上的功率損失 一般可取所傳遞功率的 1 0 12 0 067 0 01 6 1 182 KW多 軸 箱P 多軸箱所需的進給力 單位為 N 按下式計算 多 軸 箱F 3 2 niF1多 軸 箱 式中 各主軸所需的軸向切削力 單位為 N i 查閱 2 表 6 20 組合機床切削用量及時圖推薦的切削力 轉(zhuǎn)矩及功率公式 得到 884 N 3 3 08 2HBfDF 6 884 5304 N 3 4 多 軸 箱 8000 N 3 5 多 軸 箱 動 力 滑 臺 3 2 3 多軸箱傳動設(shè)計 多軸箱傳動設(shè)計 是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速 主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求 設(shè) 計傳動鏈把驅(qū)動軸與各主軸連接起來的 使主軸獲得確定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 1 對各主軸箱傳動軸的一般要求 1 在保證主軸的強度 剛度 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下 力求使傳動軸和齒輪軸的規(guī) 格 數(shù)量為最少 為此 應盡量用同一根中間傳動軸帶動多根軸 中心距不符合標準 時 可采用略微改變傳動比的方法解決 2 盡量不用主軸帶動主軸的方案 以避免增加主軸負荷 影響加工質(zhì)量 遇到主 軸分布較密 布置齒輪的空間受到限制或主軸負荷較小 加工精度要求不高時 也可 nisnini PP111損 失空 轉(zhuǎn)切 削損 失空 轉(zhuǎn)切 削多 軸 箱 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 用一根強度較高的主軸帶動主軸的傳動方案 3 為使結(jié)構(gòu)緊湊 多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于 1 2 最佳傳動比為 1 1 1 5 后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取 1 3 1 3 5 盡量避免升速傳動 當驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速 較低時 允許先升速后再降速 4 驅(qū)動軸直接帶動的軸數(shù)不已超過兩根 避免裝配困難 2 擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法 1 主軸分布的類型屬于同心圓分布 在同心圓圓心處設(shè)置中間傳動軸 2 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在多軸箱上的位置 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)動軸旋轉(zhuǎn)方向可任意 選擇 動力箱與多軸箱連接時 應注意驅(qū)動軸的中心位置 一般設(shè)置位于多軸箱寬度 的中心線上 中心高度取決于動力箱型號規(guī)格 3 用盡量少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和六根主軸連接起來 在多軸箱設(shè)計原始 依據(jù)圖上確定了主軸的位置 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 的基礎(chǔ)上 分析主軸位置 擬定傳動方案 初步選定齒輪模數(shù) 估算 類比法 再與計算 作圖和試湊相結(jié)合 確定齒輪齒數(shù)和 中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速 3 確定傳動路線為 主軸 1 2 6 為一組同心圓分布主軸 在其圓心處設(shè)中間傳動軸 7 而液壓泵 軸 8 與傳動軸 7 之間為一直線分布主軸 驅(qū)動軸 O 與傳動軸 7 連接起來傳遞動力 形 成主軸箱傳動樹形圖 如圖 3 2 參考 2 圖 4 13 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 15 圖中主軸 1 2 6 為 樹枝 箭頭表示的方向為運動傳遞方向 路線 根據(jù)原始設(shè)計依據(jù)圖 3 1 算出驅(qū)動軸 主軸的坐標尺寸 4 傳動軸轉(zhuǎn)速及齒輪的計算 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 1 主軸及驅(qū)動軸到主軸間的傳動比 主軸 500 r min621nn 驅(qū)動軸 785 r min o 各主軸總傳動比為 3 5 57 180654321 oi 2 各主軸傳動比及轉(zhuǎn)速分配 驅(qū)動軸 I 主軸箱驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為 785 r min 3 6 57 1min 7850 rzn 從主主從 其中 m 取 3 3 7 2 從主A 503 從主 z 齒輪輪齒分配 為 24 為 26 主z從z 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 17 r min73026485 從n 傳動軸 II 其中 m 取 2 nozmA64noz 齒輪輪齒分配 為 38 為 26 oznz r min503827 從 各主軸 r min621 nn 3 傳動軸到液壓泵軸 根據(jù)查閱 4 圖 4 8 油泵傳動軸推薦值為 n 550 880 r min 取 n 625 r min 其中 m 取 2 2 從主 zmA 其中 24 16 in 73065 rnz 主從從主 從z 求出 20 主 傳動鏈如圖 3 4 所示 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 4 驗算各主軸轉(zhuǎn)速 r min502643875621 nn r min4073 泵 5 潤滑泵軸選取 多軸箱常采用葉片油泵潤滑 油泵供油至分油器經(jīng)油管分別送到各個潤滑點 軸 承 齒輪 油盤等 油泵安裝在箱體前壁上 并盡量靠近油池 參考 2 圖 7 11 采用 R12 1A 型葉片油泵 5 傳動零件的校核 傳動系統(tǒng)擬定后 對總體設(shè)計和傳動設(shè)計中選定的傳動軸頸和齒輪模數(shù)進行驗算 校核能否滿足工作要求 1 驗算傳動軸直徑 按下式進行計算傳動軸所承受的總轉(zhuǎn)矩 總T 3 8 nUTUT 21 總 式中 作用在第 n 根主軸上的轉(zhuǎn)矩 單位為 N m n 傳動軸至第 n 根主軸之間的傳動比 27 984 N m 總 按照 4 表 3 4 進行驗算 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 19 mm 3 9 25104 TBd 所選用的傳動軸直徑 d 25 mm 能滿足要求 將傳動設(shè)計的全部齒輪齒數(shù) 模數(shù)以及所在排數(shù) 按規(guī)定格式標在下面的傳動系 統(tǒng)圖 3 5 中 最后計算各主軸的實際轉(zhuǎn)速如表 3 2 所示 與原始依據(jù)圖中的要求一 致 轉(zhuǎn)速相對損失控制在 5 以內(nèi) 潤滑油泵的轉(zhuǎn)速 符合要求 min 658rn 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 表 3 2 用高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的實際轉(zhuǎn)速 軸號 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 主軸 5 主軸 6 N 實 r min 500 500 500 500 500 500 6 多軸箱坐標計算 坐標計算就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系 精確計算中間傳動軸 的坐標 為多軸箱箱體零件補充加工圖提供孔的坐標尺寸 計算傳動軸的坐標尺寸 求出與主軸有直接關(guān)系的傳動軸坐標 如圖 3 5 為一軸定距的傳動軸坐標計算圖 為了方便計算 通常以已知軸的中心 作為原點 O 建立坐標系 xo y 設(shè)所求的傳動軸坐標為 B x y 嚙合中心距為 R 求得 B 點在坐標系中的坐標為 175 000 169 500 如圖 3 6 所示已知傳動軸的坐標及油泵軸 8 之間的傳動齒輪參數(shù) 則軸 8 的坐標可按圖中方法選小標 應使 x y 為正值 2 4 2088 mZ 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 21 根據(jù) 與實際尺寸相符 y 0 計算可得 mZmR42 887 3 10 yX1350 15 3 11 Y0 69698 各主軸和傳動軸的坐標值見表 3 1 坐標檢查圖略 主軸和傳動軸裝配表見附錄 表 3 3 六孔鉆削多軸箱總圖見附圖 ZW JZ032 05 多軸箱定組合機床的主要部件之一 按專門要求進行設(shè)計 由通用零件組成 其 主要作用是根據(jù)被加工零件加工要求 安排后主軸位置 并將動力和運動由電機或動 力部份傳給工作主軸 使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 通用多軸箱由箱體 主軸 傳動軸 齒輪 軸套 軸承等零件和通用 專門 附 加機構(gòu)組成 在多軸箱體前后壁之間各安厚度為 24mm 或 32mm 的齒輪分別為 3 排和 2 排 在后蓋和前蓋安一排齒輪 本設(shè)計為鉆削類多軸箱 經(jīng)結(jié)合各種因素 采用滾動軸承后支承為向心球軸承 因推力軸承設(shè)置在前端 能承受反向的軸向反力 適用于鉆孔主軸 本設(shè)計用剛性連接 即選用多軸箱前外伸長度為 85mm 采用接桿直接相連 主軸材料為 45 鋼經(jīng)熱處理 即可達到相應要求 剪 2 9186 MPa 31 MPa PW T3102 758 通用傳動軸也可以用 45 鋼 多軸箱的通用齒輪有 傳動齒輪 動力齒輪 電機齒輪三種各種型號的選用見表 7 21 表 7 23 多軸箱用 套詳見表 7 24 因本設(shè)計 d 32 不需要用防油套 本設(shè)計采用 ZD27 2 多箱型式 1 4 根據(jù)主軸式號為 15 170722 41 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 5 6 8 的型式代號為 20 170731 41 20 170731 42 以下為多軸箱具體設(shè)計過程 1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 主要根據(jù) 三圖一卡 繪制的 首先根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖繪制多箱外形圖 并標注輪廓尺寸得動力箱驅(qū)動軸的 相對位置 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 主軸承 驅(qū)動軸相對位置尺寸 當主軸逆時針轉(zhuǎn)向可不標 只標清順時針方向 對后軸的情況有所標注 2 主軸 齒輪的確定及動力計算 主軸型式和直徑 齒輪模數(shù)的確定 主軸直徑及外伸長度尺寸先按加工示意圖所示 主軸類型及外伸尺寸初步確定 經(jīng)校核后確定 傳動軸直徑暫定選 20mm 齒輪模數(shù)一般用類此法確定有公式 m 30 32 32nd 確定 m 0 321 因為多軸箱中齒輪模數(shù)常用 2 2 5 3 3 5 4 等幾種 但一般情況下一傳動軸及 主軸齒輪模數(shù)不超過 2 種 經(jīng)過幾次計算驗正得知確定本機床使用模數(shù)為 3 和 2 的兩 種模數(shù)齒輪 驅(qū)動齒輪取 Z 21 m 3 多軸箱的動力的計算 傳動軸系統(tǒng)確定后 P 多軸箱按下列公式計算 P 多 P 切 P P 損 0 3 0 001 0 003 0 3 0 0196 kw 按所選的動力部件符合要求 3 多軸箱傳動設(shè)計 按傳動系統(tǒng)的設(shè)計 一般要求 力求使傳動軸 齒格規(guī)格數(shù)量為最少 本設(shè)計的系列的方法如下 驅(qū)動軸 0 軸由助力箱帶動 驅(qū)動軸 0 軸通過 m 3 n 520 Z 21 齒輪帶齒 輪 m 3 Z 18 8 號軸轉(zhuǎn)動 n 606 由 8 號軸上的 m 3 Z 18 齒輪嚙合 m 3 Z 19 帶動 5 號 軸和 6 號軸 同時 5 號和 6 號軸的 m 2 Z 24 齒輪分別帶動 1 2 3 4 軸上的齒輪 m 2 Z 18 使主軸運動 由 6 號軸上的 m 2 Z 26 帶動齒輪泵 m 2 Z 24 以 n 623r m 的速度運轉(zhuǎn) 因為主軸速度為 n 766 轉(zhuǎn) 把動軸轉(zhuǎn)速為 n 520r min 總轉(zhuǎn)動為 u 0 687620 軸號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 23 轉(zhuǎn)速 r min 520 766 766 766 766 574 574 625 606 每根的轉(zhuǎn)速為上表 1 傳動零件校核 1 驗算傳動軸直徑 T 總 T1u1 T2u2 Tnun 作用在每根軸的轉(zhuǎn)矩 T1 T2 T3 T4 583 72 Nm 每根傳動軸至主軸間傳動比為 u 0 75 T 總 0 75 1749 Nm 58 代入下式 3 4 d B 5 2 11 2 mm 41041079 傳動軸取 d 20mm 符合要求 2 模數(shù)在進行速度計算已驗算過 根據(jù)以上方案查表 8 19 油標 8 19 圓螺母 8 16 分油器 8 10 止動墊圈 圖 7 5 主軸滾珠承組件 傳動軸組件查圖 7 7 動力齒輪表 7 22 套由表 7 24 查 液壓泵圖 表 7 11 傳動齒輪見 7 21 2 多軸箱的坐標計算 4 根主軸與一根驅(qū)動軸的坐標 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 各軸的坐標分布如下圖 繪制多軸箱及展開圖為圖 02 20 208 20 208 20 158 20 158 Y 0 183 0 1245 20 208 20 208 105 5 183 55 5 183 20 158 55 5 183 0 183 20 158 0 124 5 0 X Y 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 25 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎(chǔ)理論和專業(yè)理論知識 獨立解決機床設(shè) 計問題的能力的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié) 通過這次設(shè)計 使我們對原來所學的知 識有了新的理解 而且將我們原來所學的知識學的聯(lián)系不大的知識相互聯(lián)系起來 對 整個的機床設(shè)計過程有了一個全面的認識 通過設(shè)計 我懂得了幾下幾方面的知識 1 初步掌握了正確的設(shè)計思想和設(shè)計的基本方法 步驟鞏固 深化和擴大所學知 識 培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作方法和獨立工作能力 2 獲得機床總體設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計 零件計算 編寫說明的方法 通過繪制部件總 圖 展開圖 裝配圖 和零件工作圖的等方面的基本技能 3 更加熟悉基準 規(guī)格及手冊 資料的運用 4 對現(xiàn)有機械結(jié)構(gòu)具有一定的分析能力和設(shè)計能力 油泵體下體十二孔組合機床設(shè)計 致 謝 在此次畢業(yè)設(shè)計中 指導老師給我大力的幫助 在這 我衷心地向表示感謝 設(shè) 計中遇到的每個問題 老師都細心的給了我詳細的指導 雖然老師公務繁重 但仍然 定期給我們輔導 他不僅傳授給我們解決問題的方法 而且廣征博引 開闊我們的思 路 使我們對傳統(tǒng)的設(shè)計有了新的認識 新的發(fā)現(xiàn) 在設(shè)計過程中 有許多問題都是 通過和同學們討論解決的 我對這些同學也要衷心的感謝 同時我對圖書館的老師也 要表示感謝 他們?yōu)槲也殚嗁Y料時提供了很大的方便 經(jīng)過三個多月的設(shè)計 終于完成了畢業(yè)前的最后一份作業(yè) 在本次設(shè)計中 孫振 軍老師給予了精心的指導工作 給我們提出了許多精心的指導 對孫老師 我們表示 忠心的感謝 對孫老師表示誠摯的敬意 本文是在孫振軍老師的悉心指導下完成的 論文完成之際 我首先要感謝我尊敬的 孫振軍老師 是指導老師淵博的學識 嚴謹求實的治學作風 一絲不茍的科學態(tài)度 誨人不倦的師者風范和敏銳的洞察力給我留下了極為深刻的印象 在畢業(yè)設(shè)計進展的 各個階段 尤其是在 每當出現(xiàn)問題或遇到困難時 總能得到指導老師準確而及時的指點 尤其在論文最后的修改過程中 更給予了我精心的指導 使得論文水平有了很大提高 我還要感謝學院領(lǐng)導和本組全體成員 在我進行本次畢業(yè)設(shè)計期間 他們給我很多無 私的幫助和支持 我所取得的每一點成績和進步 都離不開他們的殷殷支持 感謝我的家人多年對我學業(yè)的理解和支持 感謝所有關(guān)心 幫助過我并且給予我支 持和方便的老師和同學 感謝所有參考文獻的作者 本次設(shè)計從任務分配 數(shù)據(jù)計算到裝訂都是在孫老師的精心指導下完成的 在此 特別感謝孫老師的熱心和耐心指導 孫老師為人師表 刻苦敬業(yè) 是我學習的榜樣 使我養(yǎng)成了兢兢業(yè)業(yè) 一絲不茍的好習慣 在這里我忠心的感謝我的指導老師 同時 在畢業(yè)設(shè)計中 我們得到了系里許多領(lǐng)導的幫助和關(guān)懷 使我們的設(shè)計得 以順利進行 對他們 我們致以由衷的感謝 還有在畢業(yè)設(shè)計結(jié)束之際 我忠心地對 三年來給我們諄諄教誨 始終幫助和關(guān)心我們的各個系里領(lǐng)導和老師表示深深的感謝 并致以崇高的敬意 最后 祝愿各位老師工作順利 生活美滿 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 27 參考文獻 1 成大先主編 機械設(shè)計手冊單行本機械傳動 M 北京 化學工業(yè)出版社 2004 2 徐錦康主編 機械設(shè)計 M 北京 高等教育出版社 2004 3 王旭 王積森主編 機械設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 2003 4 王大康 盧頌峰主編 機械設(shè)計課程設(shè)計 M 北京 北京工業(yè)大學出版社 2000 5 談嘉禎主編 新編機械設(shè)計師手冊 M 北京 中國標準出版社 2001 6 謝家瀛主編 組合機床設(shè)計簡明手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1999 7 吉林工業(yè)大學 吉林工學院 東北工學院主編 金屬切削機床設(shè)計 M 上海 上?？茖W技術(shù)出版社 1980 8 沈世德主編 機械原理 M 北京 機械工業(yè)出版社 2002 9 王章忠主編 機械工程材料 M 北京 機械工業(yè)出版社 2001 10 王伯平主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) M 北京 機械工業(yè)出版社 2003