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1、鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 鉆攻零件側孔機床的攻絲左主軸箱設計 摘摘 要要 本文是關于鉆攻零件側孔機床的攻絲左主軸箱設計設計的說明。此機床要求在兩個 面同時進行自動攻絲。主要內(nèi)容包括設計的必要性分析，通過對設計的機床的功能分解 與功能合成以及對方案的設計從而提出新的加工方案。通過對定位方式的選擇和對工件 工藝性的分析以及對零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡，還有 任務書的分析繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖確定主軸結構形式及齒輪模數(shù)，擬定主軸箱傳 動系統(tǒng)，計算主軸及傳動軸坐標，設計并繪制鉆攻零件側孔機床的攻絲左主軸箱的總圖 及重要零件的工作圖。文中對攻絲機床的通用部件及專用部件

2、的選擇都做了較為詳細的 說明。 關鍵詞：組合機床；攻絲；左主軸箱 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 ABSTRACT This paper is about the auger attack parts of the machine tool, tapping side holes left spindle box design design instructions. This machine tools required in two sides simultaneously to be au- tomatic tapping. The main contents includ

3、e the necessity of design analysis, through to the desig- n of the function of machine decomposition and synthesis and the function of the scheme design- and then puts forward new processing scheme. Through the choice of the ways of in the location- of the workpiece and the analysis of the technolog

4、y of parts and working procedure chart, the pr- ocessing schemes, machine tool contact size chart and productivity calculation card, and the ana- lysis of the commitments to draw spindle box design original according to figure sure spindle str- ucture form and gear module, draws up the spindle box t

5、ransmission system, the calculation of s- pindle drive shaft and coordinate, design and drawing auger attack parts of the machine tool, tap- ping side holes left spindle box the layout and important components of the working drawing. Th e general tapping machine parts and special parts option are do

6、ne in a more detailed explanation. 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 Keywords: combination machine；tools tapping ；left spindle box 目 錄 緒 論 .1 1組合機床概述 .2 1.1組合機床的概念 .2 1.2組合機床的發(fā)展歷史 .2 1.2.1國外組合機床的發(fā)展歷史 .2 1.2.2國內(nèi)組合機床的發(fā)展歷史 .2 1.2.3組合機床的特點 .2 2主軸箱概述 .3 2.1主軸箱概念 .3 2.1.1通用主軸箱的組成 .3 2.1.2通用主軸箱的通用零件 .3 2.2本課題研究目的 .3 3攻絲左主軸

7、箱設計 .4 3.1原始數(shù)據(jù)與技術條件 .4 3.2攻絲左主軸箱原始依據(jù)圖 .5 3.3傳動路線擬定 .5 3.4主軸箱體內(nèi)各主軸的坐標計算 .6 3.5主軸及傳動軸軸頸估算及校核 .7 3.5.1主軸及傳動軸軸頸估算 .7 3.5.2校核中間傳動軸 .8 3.6主軸及傳動軸明細 .8 3.7多軸箱的傳動系統(tǒng)設計 .9 3.7.1齒輪模數(shù)的估算及其校核 .10 3.8通用軸類零件 .13 4主軸箱總圖設計 .13 4.1繪制主軸箱總圖 .13 4.2主軸箱補充加工圖設計 .14 4.3主軸箱的裝配 .14 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 結束語 .16 參考文獻 .17 致 謝 .18 鉆攻

8、零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 1 頁 共 21 頁 緒 論 機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及所有 專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行實際就業(yè)工作或者以后更遠的發(fā)展學習之前對所學個課程的一次 深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要 的地位。 此次設計的目的是使學生在通過了基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課的教學過程后進行一次大型的機 械設備設計訓練促使學生綜合運用所學專業(yè)知識進行機械設計查閱各種有關資料、進行必要的調(diào)查研 究和分析；熟悉組合機床的組成部分及正確設計，通過組合機床的設計，熟練進行中等難度機械

9、結構 的設計，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，使學生在畢業(yè)后能盡快適應所擔負的工程技術工作，為祖 國多做貢獻。 其中，盡量減小傳動誤差，使主軸達到所要求的轉速；避免軸與齒輪間的干涉現(xiàn)象；合理的分布 手柄軸和油泵的位置。機械制造行業(yè)的產(chǎn)品，其結構日趨復雜，精度和性能要求日趨提高，因此對生 產(chǎn)設備機床也相應地提出了高效率、高精度和高自動化的要求。組合機床，就是為了解決大批量， 大量生產(chǎn)的零件加工中用于加工某一種（或幾種）零件的特定工序的機床 就我而言，我希望通過此次 畢業(yè)設計對自己未來將要從事的工作進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能 力，為今后參加工作打下一個良好的基礎。同時，

10、因為設計需要，得到了老師及同組同學的大力幫助， 在此先表示真摯的感謝！ 由于能力和水平有限，難免有疏忽遺漏之處，還望各位老師和同學們給予指正。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 2 頁 共 21 頁 1組合機床概述 1.1組合機床的概念 組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面、多工位同時加工，是一種工序集中的高效率機床。 組合機床加工刀具是借助于鉆摸板和鏜模架，精加工機床采用高精度的導向，所以能穩(wěn)定的保證產(chǎn)品 質(zhì)量。 組合機床是一種自動化或半自動化的機床。無論是機械控制或電氣控制的都能實現(xiàn)自動循環(huán)。 半自動化的組合機床，工人只要將工件裝夾好，按一下按鈕，機床既可自動進行加工，加工一個循環(huán)

11、 停止。自動化的組合機床，工人只要將零件放到料斗或上料架上，機床即可連續(xù)不斷地進行加工。組 合機床的通用部件和標準件約占 70%80%。這些部件是系列化的可以進行成批生產(chǎn)。其余 20%30%的專 用部件是由被加工零件的形狀、輪廓尺寸、工藝和工序來決定如夾具、主軸箱、刀具和工具等。 1.2組合機床的發(fā)展歷史 1.2.1國外組合機床的發(fā)展歷史 1911 年美國為了加工汽車零件研制了組合機床。在發(fā)展初期，各機床制造廠都執(zhí)行自己的通用部 件標準。為了方便用戶使用和維護，提高互換性。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)定，確定了組合機床通用部件標準化的原則，并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺

12、寸。1973 年 ISO 公布 了第一批組合機床通用部件標準。使機床制造標準化做了行業(yè)性的規(guī)定。在剛過去的 20 世紀中對機 械制造裝備進行了多次更新?lián)Q代。50 年代為“規(guī)模效益”模式即少品種大批量生產(chǎn)模式 70 年代是 “精益生產(chǎn)”模式，以提高質(zhì)量，減低成本為標志 80 年代較多的采用數(shù)控機床、機器人、柔性制造單 元和系統(tǒng)等高技術的集成機械制造裝備 90 年代，機械制造裝備普遍具有“柔性化” 、 “自動化”和“精 密化”的特點，適應多品種小批量和經(jīng)常更新產(chǎn)品的需要。 1.2.2國內(nèi)組合機床的發(fā)展歷史 在改革開放以來我國機械制造業(yè)迅猛發(fā)展。已經(jīng)具備了成套生產(chǎn)加工各種精密的高度自動化的 以及高效

13、率的組合機床和自動生產(chǎn)線有些機床甚至已經(jīng)接近世界先進水平。現(xiàn)在我國已經(jīng)可以研制并 生產(chǎn)出六軸五聯(lián)動的系統(tǒng)分辨率可以達到 1 微米適用于復雜型體的加工。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構、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。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 3 頁 共 21 頁 1.2.3組合機床的特點 (1)組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床零件的 70%80%，因此設計和制造周期短，經(jīng) 濟效益好。 (2)由于組合機床采用多刀加工機床自動化程度高，因此比通用機床生產(chǎn)效率高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定勞

14、動 強度低。 (3)組合機床的通用部件是通過周密設計和長期生產(chǎn)實踐考驗的又有專門廠家長期生產(chǎn)它與一般專 用機床相比，其結構穩(wěn)定、工作可靠、使用和維護方便。 (4)組合機床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導向裝置等。產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保 證對操作工人的技術水平要求不高。 2主軸箱概述 2.1主軸箱概念 攻絲左主軸箱是組合機床中用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應的附加機構的。左主軸箱 采用多級齒輪傳動，通過一定的傳動系統(tǒng)，經(jīng)左主軸箱內(nèi)各個位置上的傳動齒輪和傳動軸，最后把運 動傳到主軸上，使主軸獲得規(guī)定的轉速和方向。左主軸箱傳動系統(tǒng)的設計，以及左主軸箱各部件的加 工工藝直接影響機床的性

15、能。 主軸箱是組合機床的重要專用部件。根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)和配置、切削用量和 主軸類型而設計，由通用零件組成。能將動力箱的動力，傳遞給主軸，使之按要求的轉速和轉向旋轉， 提供切削動力。主軸箱與動力箱一起安裝于進給滑臺上，可完成鉆、擴、絞、鏜孔等加工工序。 2.1.1通用主軸箱的組成 大型通用主軸箱主要由箱體類零件，主軸，傳動軸，傳動齒輪和動力箱或電機齒輪以及葉片泵， 分油器，注油標，排油塞，防油套等防油元件組成。在主軸箱箱體的內(nèi)腔，可安裝厚度 24mm 的齒輪三 排，或厚度 32mm 的齒輪兩排；在后蓋內(nèi)，可安裝一排（后蓋厚度為 90mm、100mm 時）或兩排（后蓋厚 度為 1

16、25mm 時）齒輪。 2.1.2通用主軸箱的通用零件 通用箱體類零件包括主軸箱箱體、前蓋、后蓋、上蓋和側蓋。箱體材料為 HT200，前、后蓋材料 為 HT150，上蓋為 HT150.主軸箱后蓋與動力箱的結合面上聯(lián)接螺孔、定位銷孔的大小、位置應與動力 箱聯(lián)系尺寸相適應。 主軸箱箱體的標準厚度為 180，用于臥式組合機床的多軸箱前蓋厚度為 55，用于 立式的則兼做油池用，故加厚到 70；基型后蓋厚度為 90，變型后蓋厚度為 50、100、125 三種，可根 據(jù)主軸箱內(nèi)傳動系統(tǒng)安排和動力箱與主軸箱的連接情況合理選用。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 4 頁 共 21 頁 2.2本課題研究目的

17、畢業(yè)設計是在學生學完相應課程及先行課程之后進行的實習性教學環(huán)節(jié)，是大學生的必修環(huán)節(jié)， 不僅是鞏固學生大學所學知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗大學生綜合應用知識的能力、自學能力、 獨立操作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學生參加工作前的一次實踐性鍛煉。 通過本課題設計可以達到以下目的： 1.綜合運用學過的專業(yè)理論知識，能獨立分析和擬訂某機床主軸箱傳動結構，裝配結構和制造結 構的各種方案，能在機械設計制圖，零件計算和編寫技術文件等方面得到綜合訓練，具備設計中等復 雜零件的能力。 2.通過本課程設計的訓練，能初步掌握機床的運動設計，動力計算以及關鍵零部件的強度校核， 或得工程師必備設計能力的初步訓練，從而提高

18、分析問題，解決問題，盡快適應工程實踐的能力。 3. 熟悉和學會使用各種手冊，能善于使用網(wǎng)絡搜尋一些設計的相關資料，掌握一定的工藝制訂的 方法和技巧。 4. 進一步提高計算機操作的基本技能CAD 及 Pro/engineer 軟件應用能力。 3攻絲左主軸箱設計 3.1原始數(shù)據(jù)與技術條件 已知已知：主軸箱規(guī)格：400400 主軸的坐標： 軸號 坐標 12345678 X250.000250.00185.000185.000133.000133.0074.00074.000 Y191.000155.00155.000191.000196.500149.50149.50196.50 各軸的轉速：14

19、軸：n=200 r/min；58 軸：n=250 r/min 各軸的直徑：14 軸：d=15mm； 58 軸：d=20mm； 動力輸入軸（0 軸）參數(shù)：轉速 n=710 r/min；動力頭直徑 d=30mm； 動力頭坐標 x=175mm，y=90mm；攻絲行程為 23mm。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 5 頁 共 21 頁 3.2攻絲左主軸箱原始依據(jù)圖 本設計的四排齒輪分為四種顏色，分別為紅色第一排、綠色第二排、天藍色第三排、藍色第四排。 3.3傳動路線擬定 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 6 頁 共 21 頁 L-在主軸總圖代表藍， R-代表紅， Lv-代表綠， T-代表天藍

20、， 數(shù)字-代表軸號。 7Lv 0L 19L 20L 20T 21T 21Lv 6Lv 9L 9R 10R 10Lv 11Lv 11L 12L 12R 13R 13Lv 3Lv 4T 2Lv 14L 15L 15Lv 16Lv 16T 1T 22L 23Lv 17Lv 17L 18L 18R 8R 5R 3.4主軸箱體內(nèi)各主軸的坐標計算 坐標計算是多軸鉆床主軸箱設計中的一個特殊問題。坐標計算就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位 置及傳動關系，計算出中間傳動軸的坐標，以便在繪制主軸箱體零件加工圖時，將各孔的坐標尺寸完 整地標注出來，并用以繪制坐標檢查圖，作為對傳動系統(tǒng)設計的全面檢查，坐標計算步驟： 加工

21、基準坐標架的選擇夏確定各主軸坐標通常采用直角坐標系，具體坐標系的建立有兩種方法， 根據(jù)主軸箱的安置情況和加工所用設備條件而定： 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 7 頁 共 21 頁 方法：坐標架原點選在定位銷孔上，此法用于不以底面作為安裝基面的主軸箱，如圖所示： 圖 方法：坐標架的橫軸選在箱體底面，縱軸通過定位銷孔，此法常用于臥式坐標鏜上加工主軸箱 體的孔系，如圖所示。 圖 2 坐標原點確定后，便可確定各主軸及驅(qū)動軸的坐標。坐標計算是機床主軸箱設計中的一個重要問 題。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系。計算中間傳動軸的坐標，以便在繪制 主軸零件加工圖時，將各孔的坐標尺寸完

22、整地出來。并用已繪制的坐標檢查圖作為傳動設計的全面檢 查。 加工基準坐標架的選擇及確定各主軸的坐標。為了便于主軸箱的加工，設計時必須基準坐標架。 通常采用直角坐標。用 XOY 表示。它的選擇是根據(jù)主軸箱的安置情況和加工所用設備條件而定。針對 本設計的組合機床，采用以下的方法確定主軸及驅(qū)動軸坐標。 1)坐標架原點選在定位銷孔上。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 8 頁 共 21 頁 2)坐標原點確定后，便可以根據(jù)主軸箱設計原始依據(jù)圖。在基準坐標架 xoy 上標出各主軸及其 驅(qū)動軸的坐標。計算傳動軸坐標時，先算出與主軸有直接傳動關系的傳動軸坐標，然后計算 其他的傳動軸坐標。一般可分為三類：與

23、一軸定距；與二軸定距，與三軸等距。根據(jù)設計要 求，經(jīng)計算主軸及傳動軸坐標如下。 3.5主軸及傳動軸軸頸估算及校核 3.5.1主軸及傳動軸軸頸估算 4 j P dKAmm N 其中：P-電動機額定功率 K-鍵槽系數(shù) A-系數(shù) -從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積； -該傳動軸的計算轉速。 j n 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，按主軸 j n 的計算轉速和相應的傳動關系確定。 查機械制造裝備設計表 3-8 取 I，IV 軸的 K=1.05，A=100；II，III 軸是花鍵軸，取 K=1.06，A=2.0。 所以， 4 1 5.5 0.96 (

24、92 1.05)25.3 800 1.5 dmmmm , 4 2 5.5 0.96 0.99 0.98 (92 1.05)27.4 250 dmmmm 3.5.2校核中間傳動軸 取薄弱環(huán)節(jié) 11 號軸，只需按扭轉程度條件計算： MPa n P dW T T T T 2 . 0 9550000 3 代入數(shù)據(jù)： MPa W T T T 478 . 7 923 147 . 1 202 . 0 9550000 3 查機械設計表 15-3，45 鋼的 T =2545，所以滿足要求。 其余軸經(jīng)過計算合格。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 9 頁 共 21 頁 3.6主軸及傳動軸明細 軸號XY直徑型號

25、 1250.0000191.000015T0741-41A 2250.0000155.000015T0741-41A 3185.0000155.000015T0741-41A 4185.0000191.000015T0741-41A 5133.0000196.500020T0733-44 6133.0000149.500020T0733-43 774.0000149.500020T0733-43 874.0000196.500020T0733-44 9210.175538.944325T0733-43 10263.739445.793620T0733-43 11303.298479.54402

26、0T0733-44 12258.1694103.285820T0733-44 13217.5000126.855220T0733-44 14283.1543160.128720T0739-42A 15264.5000219.155820T0738-41 16217.5000219.155820T0733-44 17177.5014253.928125T0733-43 18103.5000241.730025T0733-44 19138.498638.658725T0733-44 2068.852076.987025T0733-44 21103.5000111.635120T0733-43 3.

27、7多軸箱的傳動系統(tǒng)設計 組合機床多軸箱的傳動系統(tǒng)，就是用一定數(shù)量的傳動元件，把動力箱的輸出軸與各主軸連接起來 組成一定的傳動鏈，并滿足各軸的轉速和轉向要求。多軸箱的特點是針對某零件的特定工序恒速加工。 傳動鏈短，多主軸同時加工，傳動鏈分支多。因此，多軸箱的傳動設計，一獲得需要的主軸轉速和旋 向為原則，不存在機床前緩后急的最小傳動比限制，甚至可用升速傳動副驅(qū)動主軸。 (1) 對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求 (a) 從面對主軸的位置看去，所有主軸（除非特殊要求外）應逆時針方向旋轉。 (b) 保證主軸轉速和轉向的前提下，應力求用最少的傳動軸和齒輪數(shù)量和規(guī)格。因此，應盡可能 用一根傳動軸同時帶動多根主軸，

28、并將齒輪布置在同一排位置上。當齒輪嚙合中心距不符合標準時， 可用變位齒輪或略微改變傳動比的方法解決。 (c) 盡量避免主軸兼作傳動軸用，以免增加主軸負荷，影響加工質(zhì)量。遇到主軸分布較密，布置齒 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 10 頁 共 21 頁 輪的空間受到限制或主軸負荷較小，加工精度要求不高時，也可用一根強度較高的主軸帶動 12 根主 軸的傳動方案。 (d) 多軸箱內(nèi)齒輪傳動副的最大傳動比 imax=2，最小傳動比 imin=1/2 ，最佳傳動比為 1/1.5i1.5 以使多軸箱結構緊湊，后蓋內(nèi)的齒輪傳動比 imax2，imin3.5-1 除傳動鏈的最后可采用升速傳動外， 應盡可能

29、避免升速傳動，以避免空轉動率損失。 (e) 用于粗加工主軸上的齒輪，應盡可能設置在前端第排，以減少主軸的扭轉變形精加工主軸上 的齒輪，應設置在第排，以減小主軸端的彎曲變形。 (f) 同一主軸箱內(nèi)，如有粗、精加工主軸，最好從動力箱驅(qū)動軸后就分兩條路線傳動，以免影響 精加工主軸的加工精度。 (g) 驅(qū)動軸直接帶動的傳動軸數(shù)不要超過 2 根以免給裝配帶來困難。多軸箱傳動設計中當齒輪排數(shù) 不夠用時可在保證齒輪強度的前提下增加排數(shù)，如在第排齒輪的位置上設兩排薄齒輪或在前蓋 內(nèi)設置 0 排齒輪。 (2) 擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法 擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先把所有主軸中心盡可能分布在幾個同心圓上

30、然后在各個同心 圓的圓心上分別設置中心傳動軸，再把各組同心圓上的中心傳動軸再取同心圓并用最少的傳動軸帶動 這些中心傳動軸把最后的合攏傳動軸與動力箱的驅(qū)動軸連接起來。這就是“從主軸的布置開始，最 后引到驅(qū)動軸上” 。注意驅(qū)動軸的中心必須處于多軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高則從選定的動力 箱的聯(lián)系尺寸圖中查出。 (a) 把所有主軸分成幾組同心圓 被加工零件上的加工螺紋的位置分布是多種多樣的但大致可以歸 納為“同心圓分布” 、 “直線分布”和“任意分布”三種類型。 對于按單組同心圓分布和按多組同心圓 分布的主軸情況，可在同心圓圓心上設置一根傳動軸由其上的一個或幾個齒輪來帶動各主軸旋轉。 對于按直線

31、等距分布和按直線不等距分布的主軸情況，可在兩外側主軸中心連線的垂直平分線上設置 傳動軸，由其上的一個或幾個齒輪來帶動各主軸旋轉。對于任意分布的主軸可將靠近的主軸組成同 心圓分布和直線分布只有較遠的主軸才單獨處理。 (b) 用傳動樹形圖來描述多軸箱傳動系統(tǒng) ，傳動樹形圖是一種用簡單線條來描述多軸箱傳動系統(tǒng) 的圖形。傳動樹形圖中的“樹梢”表示各主軸， “樹根”表示驅(qū)動軸， “樹枝”以定向邊表示各軸之間 的傳動副并以箭頭表示傳動順序。根據(jù)定向邊的箭頭，就可以清楚地看出系統(tǒng)的傳動路線。 3.7.1齒輪模數(shù)的估算及其校核 （1） 估算齒輪彎曲疲勞的估算 組合機床通用多軸箱所用齒輪是硬齒面直齒圓柱齒輪，齒

32、輪齒面接觸強度高，齒根彎曲強度相對 低一些，且齒輪工作時潤滑冷卻條件較好，不易發(fā)生點蝕，主要且最危險的失效形式是輪齒的彎曲折 斷，因此人工設計齒輪時，選擇齒根彎曲疲勞強度計算結果作為設計依據(jù)，較為合適。本次計算選取 所受轉矩最大的 0 軸上動力頭齒輪和與之嚙合的 7 軸上第四排齒輪，模數(shù)設計為 3。 彎曲強度的設計公式為： 21 2 1 1 3 2 FNFN F SaFa d KK YY z KT m 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 11 頁 共 21 頁 式中，小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa，大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380GPa；彎曲 1F 2F 疲勞強度系數(shù) =0.85，=

33、0.88；取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，可得： 1FN K 2FN K = 1F = 2F 載荷系數(shù) K=1.512； FFVA KKKK 齒形系數(shù)=2.65；=2.226； 1Fa Y 2Fa Y 應力校正系數(shù)=1.58；=1.764； 1Sa Y 2Sa Y 計算大小齒輪的并加以比較， F SaFaY Y = = 0.01379 = = 0.01644 所以大齒輪的大，可帶入計算得： =1.38 對比計算結果，設計選取的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主 要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而 齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關， 而本設計既滿

34、足齒面接觸疲勞強度，又滿足齒根彎曲疲勞強度，使得設計結構緊湊，避免浪費。 經(jīng)計算其余齒輪均合格。 （2） 齒面點蝕的估算 3 /370nPA 其中為大齒輪的計算轉速，A 為齒輪的中心距，由中心距 A 及齒數(shù) Z1、Z2 求其模數(shù)根據(jù)估算所 j n 得和中較大的值選取相近的標準模數(shù)對于 wm jm 第一對齒輪： mm25 . 2 662/22/39 . 5 32/32 3 3 1011 nzPmw MPa S K FEFN 68.303 11 MPa S K FEFN 86.238 22 1 11 F SaFa YY 57.303 58 . 1 65 . 2 2 22 F SaFa YY 86.

35、238 764 . 1 226. 2 1644 . 0 261 10330 . 3 512.21 2 4 3 m 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 12 頁 共 21 頁 mm44.74/3703 111 nPA mm76. 2)/(2 1011 zzAmj 取模數(shù) m 為 3 第二對齒輪： mmnzPmw4 . 2/323 2222 mmnPA97.82/3203 222 mmzzAmj6 . 2)/(2 322 取模數(shù) m 為 2 第三對齒輪： mmnzPmw7 . 2/323 3333 mmnPA 9 . 98/3703 333 mmzzAmj2 . 2)/(2 5433 取模數(shù) m

36、 為 2 第四對齒輪： mmnzPmw6 . 2/323 3333 mmnPA 8 . 96/3703 333 mmzzAmj9 . 1)/(2 5433 取模數(shù) m 為 2 (3) 齒輪模數(shù)計算及齒輪明細 1)選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)。 a 按照所示的傳動方案選用直齒圓拄齒輪傳動。 b 組合機床為一般工作機器，速度較高，故選用 3 級精度。 c 材料選擇：選用小齒輪材料 40Cr，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45。號鋼硬度為 240HBS， 二者材料硬度差為 40HBS。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 13 頁 共 21 頁 圖中左邊四個箭頭所指為四排齒輪 主軸與傳動軸

37、上齒輪明細： 1,42*24*15 2,32*24*15 5,82*27*20 6,72*27*20 92*24*253*24*25 102*30*202*24*20 112*28*202*20*20 122*21*202*31*20 132*26*202*19*20 142*26*20 152*21*202*31*20 162*26*202*19*20 172*27*252*38*25 182*27*252*37*25 193*21*25 202*20*253*32*25 212*21*20 3.8通用軸類零件 1) 通用主軸 通用主軸分為鉆削類和攻螺紋類兩種主軸，以下主要講鉆削類主軸。 2

38、) 通用傳動軸 常用的通用傳動軸按用途和支承形式可分為圓錐滾子軸承傳動軸、滾針軸承和推力球軸承傳動軸、 潤滑泵軸、手柄軸四種。通用傳動軸材料一般用 45 鋼，熱處理 T215；滾針軸承的材料為 20Cr 鋼，熱 排 號 軸號 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 14 頁 共 21 頁 處理 S0.5-1，C59. 3) 通用齒輪 通用齒輪包括動力箱齒輪，齒寬 32mm，軸向總寬度 84mm；電動機齒輪，齒寬 32mm；傳動齒輪，齒 寬有 24mm、32mm 兩種。標準齒輪為不變位齒輪。材料為 45 鋼，齒部高頻淬火 G54. 4）潤滑泵 規(guī)格較大的通用主軸箱常采用 R12-1A 葉片泵進行潤

39、滑。潤滑泵泵出的油經(jīng)分油器至各潤滑點 R12- 1A 葉片潤滑泵的每轉排油量為 6ml，推薦轉速為 550-800rmin，轉速過低，將會導致吸油困難。 5）其他通用零件 主軸箱上還有隔套、鍵套、防油套、油杯、定位銷以及鎖緊螺母、防松墊圈，已經(jīng)標準化或通用化。 4主軸箱總圖設計 4.1繪制主軸箱總圖 通用主軸箱總圖設計包括繪制主視圖，展開圖，編制裝配表，制定技術條件等四部分。 1) 主視圖 主要表明多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，驅(qū)動軸的轉速，油泵 的轉向，驅(qū)動軸轉向及坐標尺寸，

40、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 其特點是軸的結構圖形多。各主軸和傳動及軸上的零件大多是通用的，且是有規(guī)則的排列的。一 般采用簡化的展開圖并以裝配表相配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結構。繪制的具體要求如下： (1)展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關系。包括主軸，傳動軸，驅(qū)動軸，油泵軸及其相應的 齒輪，隔套，防油套，軸承或油泵等機件形狀和安裝的相對位置。圖中各零件的軸向尺寸和徑向尺寸 （齒輪除外）要按比例畫出，軸向距離和展開順序可以不按傳動關系繪制但必須注明齒輪所在排數(shù)， 軸的編號及直徑規(guī)格。對近距離軸往往要求按實際距離繪制相關軸的成套組合件，以便能直觀地檢查

41、有否碰撞現(xiàn)象。 (2) 對結構相同的同類型主軸，傳動軸可只畫一根如傳動軸 47,主軸 2 和 3。在軸端注明相同軸 的軸號即可。對于軸向裝配結構基本相同，只是齒輪大小及排列位置不同的兩根或兩組軸，可以合畫 在一起，即軸心線兩邊各表示一根或一組軸。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)腔有關聯(lián)系尺寸主軸外伸長度。 (3)主軸和傳動軸裝配表把主軸箱中每根軸上的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。這樣可以使圖表對照清晰易看，節(jié)省設計時間，方 便裝配。 (4)主軸箱技術條件 主軸箱總圖上應標明主軸箱部裝要求。即：主軸箱制造和驗收技術

42、條件：主 軸箱按 ZBJ5801189進行制造，按 ZBJ5801289進行驗收。主軸精度按 JB304382進行驗收。 4.2主軸箱補充加工圖設計 主軸箱的補充加工圖，應根據(jù)主軸箱總圖要求，繪制出需要補充加工的部分（如主軸箱體主軸承 孔，傳動軸承孔，油泵及其軸孔，定位銷孔等） ，通常習慣用粗實線畫出補充加工部位的結構，其尺寸， 形位公差，表面粗糙度等均按機械制圖國際規(guī)定格式標記；通用鑄件的原有部分一律用細實線表示。 4.3主軸箱的裝配 (1) 裝配前首先在平臺上將主軸的前、后支承支撐在兩塊 V 形鐵上檢查主軸的徑向跳動。設計要 求主軸的徑向跳動為 0.04mm 根據(jù)實際裝配經(jīng)驗證明徑向跳動在

43、 0.06mm 以內(nèi)時經(jīng)過努力是可以達到最 后的精度要求的15。對每根主軸找精度時要注意記下最高點位置。 (2) 進行分類配齒輪、配鍵、松緊要符合要求不能太松。 (3) 進行部裝，部裝前要把主軸箱上的孔清理干凈如果有少量油漆灰塵之類的東西就會造成主軸 裝配后出現(xiàn)較大的徑向跳動。部件要由上而下按順序進行。 (4) 調(diào)整精度 ，經(jīng)部裝后，主軸的精度可能超差。根據(jù)實際裝配經(jīng)驗證明當超差不太大時采取一 定的辦法調(diào)整之后，是可以達到最后精度要求的。 (a) 主軸的徑向跳動如果超差可以先調(diào)整軸承。如果經(jīng)調(diào)整之后仍然超差則可以把軸承拆下將主 軸的最高點轉 180 度。如果還是超差可再轉 90 度。 (b)

44、主軸回轉軸線的不平行度如果超差，可以刮主軸箱箱體上支承軸承的端面。實際上主軸回轉 軸線的不平行度超差，是由于主軸箱箱體上的軸承孔和支承軸承的端面的不垂直度造成的。如果平行 度超差很大，則須將主軸箱箱體進行返修。調(diào)整主軸的不平行度時應該盡量使所有的主軸向同一個方 向傾斜。這樣在總裝時可以通過刮主軸箱后蓋上的集合面把主軸的不平行度總的調(diào)整過來。 (c) 主軸的徑向精度前面提到裝在滾錐軸承和滾珠軸承上的主軸在一定的力的作用下是不允許有 徑向間隙的。如果有徑向間隙裝在滾錐軸承上的主軸可以通過擰主軸后端的背帽來清除。裝在滾珠軸 承上的軸徑向間隙很難消除。 (5) 試車精度經(jīng)檢查合乎要求后開始試車一小時試

45、車時打開前蓋檢查傳動軸上的背帽是否松動軸 是否竄動。調(diào)整好后再繼續(xù)試車四小時。最后檢查一次精度精度合格后即可轉機床總裝。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 16 頁 共 21 頁 結束語 通過畢業(yè)設計，使我加深了對過去所學知識的理解，并大大增強了對所學知識綜合運用的能力和 解決實際問題的能力。更重要的是我系統(tǒng)的學到了組合機床通用主軸箱的設計思路和設計方法。在頭 腦中建立了一套設計的思想和框架。 本課題的任務是針對泵體端蓋組合機床機床左主軸箱要求設計合理裝夾方便，定位準確滿足加工 技術要求符合單班制年生產(chǎn) 10 萬臺的生產(chǎn)綱領同時盡量提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)勞動成本。 本設計 主要完成了以下幾

46、方面的工作。 1主軸箱原始依據(jù)圖、主軸箱總體圖、主軸展開圖等。 2典型零件的設計，畫出至少五張典型零件的零件圖。 3齒輪跟軸的計算及強度校核。 通過本次畢業(yè)設計，讓我認識到自己對所學專業(yè)知識的不足，在設計的過程中自己認識到所學知 識的有限，理論與實際的差距，在實際生產(chǎn)中是根據(jù)實際生產(chǎn)量跟效率來生產(chǎn)的所以所設計的機床按 照工廠所需生產(chǎn)綱領來設計，要用最少的材料生產(chǎn)出符合生產(chǎn)綱領的機床。所以在本次畢業(yè)設計中， 我還欠缺經(jīng)驗跟知識。在今后的工作中我要不斷學習經(jīng)驗來充實自己要培養(yǎng)自己獨自思考問題的能力。 在此次設計中我感覺自己對傳動系統(tǒng)的分析還比較清楚，但對一些主要零件的選擇還欠缺相關知識比 如主軸的

47、選擇跟計算自己還不是很了解。我還需要在箱體尺寸方面進行改進對齒輪也需改進。 本次設計讓我對大學四年所學的全部知識有了一個比較系統(tǒng)的理解培養(yǎng)了分析問題和解決問題的 能力這些為我今后走上工作崗位奠定了堅實的基礎。 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 17 頁 共 21 頁 參考文獻 1 大連組合機床研究所編.組合機床設計（機械部分）.大連:機械工業(yè)出版社,1975. 2 大連組合機床研究所編.組合機床設計參考圖冊.大連:機械工業(yè)出版社,1975. 3 陽工業(yè)大學，大連鐵道學院，吉林工學院編.組合機床設計.大連:上海科學出版社,1985. 4 保定第二機床廠編.組合機床動力部件產(chǎn)品樣本.保定:19

48、92. 5 第一機械工業(yè)部,組合機床研究所.ZD27-1 多軸箱指導資料.大連:1975. 6 戴 曙.金屬切削機床設計.北京:機械工業(yè)出版社,1985. 7 白成軒.機床夾具設計新原理.北京:機械工業(yè)出版社,1997. 8 張進生.機械制造工藝與夾具設計指導.北京:機械工業(yè)出版社,1995. 9 荊長生.機械制造工藝學.西北工業(yè)大學出版社,1996. 10 機床設計手冊編寫組.機床設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1986. 11 劉朝儒,彭福蔭,高政.機械制圖.北京:高等教育出版社,2000. 12 龔定安.機床夾具設計原理.陜西:陜西科學技術出版社,1981. 13 任家隆.機械制造技術.

49、北京:機械工業(yè)出版社,2000. 14 徐發(fā)仁.機床夾具設計.重慶:重慶大學出版社,1996. 15 龐懷玉.機械制造工程學.北京:機械工業(yè)出版社,1998. 16 東方人華主編. AutoCAD 2002 機械設計范例入門與提高.2003. 17 馮濤.AutoCAD 2002 機械設計繪圖實例教程.北京:機械工業(yè)出版社,2002 鉆攻零件側孔機床攻絲左主軸箱設計 第 18 頁 共 21 頁 致 謝 本課題的研究工作是在李敬教授的關懷和指導下完成的。從今年開學到畢業(yè)設計結束的這段日子 里，李敬教授在學習上給了我悉心的指導使我在各方面能力都有了很大提高。李敬教授給了我莫大的 幫助他們在繁忙的工

50、作期間，對我的畢業(yè)設計的完成付出了大量的心血多次給我提出深刻而具有指導 性的意見。正是有了李敬教授對我時時刻刻的指導才使我能正確把握論文的方向并順利地完成。老師 嚴謹求實的治學態(tài)度深邃的洞察力高度的責任心和敬業(yè)精神平易近人的工作作風，一直深深的影響和 激勵著我使得我在學習和生活上受益匪淺。在畢業(yè)設計完成之時謹向恩師們表示最衷心的感謝，并致 以崇高的敬意。 同時感謝標正機床廠給我們畢業(yè)設計提供了良好的工作平臺和工作環(huán)境使我的論文能夠順利完成。 其次我要感謝在標正機床廠共同奮斗的同學們，在做畢業(yè)設計的這段日子里在學習上他們給了我無微 不至的幫助，我所取得的成績與他們的支持和幫助是分不開的。最后要特別感謝所有給我傳道授業(yè)的 老師們正是你們的辛勤教授才使學生有了完成畢業(yè)設計的知識與能力儲備，奠定了我的理論與實踐基 礎。