3115 六孔臥式組合鉆床設(shè)計,臥式,組合,鉆床,設(shè)計 UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）題目： 六孔臥式組合鉆床設(shè)計 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 指導(dǎo)教師： XXXXXXXX 職 稱：副教授二 0 一二 年 5 月1摘要隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中占據(jù)著尤為重要的地位。鉆床作為機械制造和修配工廠必不可少的設(shè)備，具有廣泛用途的通用性機床，可對零件進行鉆孔，擴孔，鉸孔，锪平面和攻螺紋等加工。同時鉆床又存在著加工精度，加工效率不高等缺陷。在我國，組合鉆床發(fā)展已有 28 年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合鉆床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、在孔內(nèi)鏜各種形狀槽等。?本文設(shè)計的六孔臥式組合鉆床，作為一種專用機床其生產(chǎn)效率高，加工精度高，特別適合于加工一些有多個孔并對孔的位置精度要求高的工件。關(guān)鍵詞 ：鉆床；六孔；臥式；組合鉆床；加工精度；床身；導(dǎo)軌；主軸箱 AbstractWith the development of our national economy, industrial production in the national economy occupy a very important position. Drilling machinery manufacturing and repair factory as essential equipment, with wide application of universal machine tool, the parts for drilling, reaming, reaming, reaming and tapping processing plane. While drilling has the processing precision, processing efficiency is not high. In our country, the combination drilling machine development has 28 years of history, its scientific research and production, have a considerable foundation, application also penetrated into many industries. Is the machinery manufacturing industry to realize product updates, technical innovation, improve the production efficiency and the rapid development of one of the essential equipment. It is characterized by high efficiency, high quality, economical and practical, so it has been widely used in engineering machinery, transportation, energy, industry, light industry, household appliances industry. Our traditional combination drilling machine and the combined machine tool automatic line mainly uses the machine, electricity, gas, hydraulic control, its processing object is mainly the production lot larger-and medium-bold type and shaft parts, finished drilling, reaming, reaming, the processing of thread, boring, in various shapes such as Kong Neitang tank.This design six-hole horizontal combination drilling machine, as a kind of special machine for its high production efficiency, high processing precision, particularly suitable for processing with a plurality of holes and the position precision of the holes demanding workpiece.Key words: drilling machine; tin; horizontal; combination drilling machine; precision machining; bed; rail; spindle box 目 錄1. 機床設(shè)計的目的，內(nèi)容，要求 .......................................................................................11.1 設(shè)計目的 ..................................................................................................................11.2 設(shè)計內(nèi)容 ..................................................................................................................11.3 設(shè)計要求 ..................................................................................................................11.4 調(diào)查研究 ..................................................................................................................11.5 擬定方案 ..................................................................................................................21.6 工作圖設(shè)計 ..............................................................................................................22. 組合機床的總體設(shè)計 .........................................................................................................22.1 組合機床方案的制定 ..............................................................................................22.1.1 制定工藝方案 ................................................................................................22.1.2 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 ........................................................32.2 工藝的確定 ..............................................................................................................42.2.1 確定工序間余量 ............................................................................................42.2.2 選擇切削用量 ..................................................................................................42.2.3 確定切削力，切削扭矩，切削功率 ..........................................................42.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) ................................................................................................52.2.5 確定軸向進給力 ............................................................................................52.2.6 確定進給速度，行程 ....................................................................................52.3 齒輪箱的設(shè)計 ..........................................................................................................52.3.1 確定傳動線路圖 ...............................................................................................62.3.2 帶傳動的設(shè)計 ...................................................................................................62.3.2.1 定 V 帶型號和帶輪直徑 ........................................................................62.3.2.1 帶輪材料與結(jié)構(gòu) ..................................................................................72.3.3 傳動軸的設(shè)計 ................................................................................................72.3.3.1 軸Ⅰ的設(shè)計 ........................................................................................72.3.3.2 主軸的設(shè)計 ........................................................................................102.3.4 齒輪的設(shè)計 ..................................................................................................112.3.4.1 齒輪的材料 ........................................................................................112.3.4.2 齒輪的參數(shù)設(shè)計 ................................................................................122.3.5 主軸箱的設(shè)計 ................................................................................................152.4. 床身的設(shè)計 .............................................................................................................15參考文獻 ................................................................................................................................17致謝 ........................................................................................................................................1811. 機床設(shè)計的目的，內(nèi)容，要求1.1 設(shè)計目的機床設(shè)計畢業(yè)設(shè)計，其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思，方案的分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機械制圖，零件計算，編寫技術(shù)文件盒查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練。樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，使自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。1.2 設(shè)計內(nèi)容（1）運動設(shè)計 根據(jù)給定的被加工零件，確定機床的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并計算主軸的實際轉(zhuǎn)速和標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。（2）動力設(shè)計 根據(jù)給定的工件，計算傳動軸的直徑，齒輪的模數(shù)，確定動力箱，計算多軸尺寸及設(shè)計傳動路線，完成裝配草圖后，要驗算傳動軸的直徑，齒輪模數(shù)是否在允許范圍內(nèi)，還要驗算主軸的靜剛度。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計 進行主運動傳動軸系，變速機構(gòu)，主軸主件，箱體，潤滑與密封等的布置和機構(gòu)設(shè)計，既繪制裝配圖和零件工作圖。（4）編寫設(shè)計說明書1.3 設(shè)計要求評價機床性能的優(yōu)劣主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進合理，亦即質(zhì)優(yōu)價廉才會受到用戶的青睞，在國內(nèi)和國外市場上才有競爭力。機床設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)可以從滿足性能要求，經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析。1.4 調(diào)查研究研究市場和用戶對設(shè)計機床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報，預(yù)測，實驗研究結(jié)果，發(fā)展趨勢，新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進國家的相關(guān)資料和專利等。通過對上述資料的分析研究，擬定適當(dāng)?shù)姆桨福员ＷC機床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟效益。21.5 擬定方案通?？梢詳M定出幾個方案進行分析比較，每個方案包括的內(nèi)容有：工藝分析，主要技術(shù)要求，總布局，傳動系統(tǒng)，控制操作系統(tǒng)，電系統(tǒng)，主要部件的結(jié)構(gòu)草圖，實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等。在制定方案時應(yīng)注意以下幾個方面：（1） 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應(yīng)滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造，要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu);（2） 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)過實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗驗證可靠后才能用于設(shè)計（3） 繼承與創(chuàng)新相結(jié)合，盡量采用先進工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務(wù)，注意吸取前人和國外的經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新和發(fā)展；1.6 工作圖設(shè)計首先，在選定工藝方案并確定機床配置形式，結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進行方案圖紙的設(shè)計。這些圖紙包括：該加工零件工序圖，加工示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。并初步擬定主軸箱輪廓尺寸，才能確定機床各部件間的相互關(guān)系。其次，繪制機床的總裝圖，部分部件裝配圖，液壓系統(tǒng)圖，PLC 接線圖和梯形圖。然后，整理機床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計計算書，編制各類零件明細表，編寫機床說明書等技術(shù)文件。最后，對有關(guān)圖紙進行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。2. 組合機床的總體設(shè)計2.1 組合機床方案的制定2.1.1 制定工藝方案零件加工工藝將決定組合機床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀，大小，材料，硬度，剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點加工精度，表面粗糙度，以及定位，加緊方法，工藝過程等。所采用的刀具3及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場采用的環(huán)境和條件等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。根據(jù)被加工零件的零件圖（圖 1） ，定出工藝方案 （1）加工孔的主要技術(shù)要求加工 6 個 Φ20，深 100mm 的通孔孔的位置度公差為 Φ0.1mm，孔在同一平面上工件材料為#45 鋼要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn) 6 萬件，單班制生產(chǎn)圖 1 加工零件圖(2)工藝分析加工該孔時，孔的位置度公差為 Φ0.1，可采用一次性鉆孔2.1.2 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案（1）被加工零件的加工精度被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制造機床方案的主要依據(jù)。該工件的加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機床，工件各孔見位置精度為 Φ0.1mm,安排加工時可通過一次鉆孔完成。在該工序孔的表面粗糙度要求為 Ra25mm。采取提高機床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機床通常采用位置式齒輪動力裝置，進給采用液壓系統(tǒng)，人工夾緊。（2）被加工零件特點這主要指零件的材料，硬度，形狀，剛度定位精準(zhǔn)面的特點，他們對機床工藝方案制定有著重要的影響。此工件材料為#45 鋼，硬度為 HB170-200，孔在整個工件上呈 60 度均勻分配，采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件的受力不大，震動，發(fā)熱變形對對工件影響不大。由于該零件的中心線與定位基準(zhǔn)面平行，可采用臥式機床（3）零件的生產(chǎn)批量4零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位，多工位，自動線或按中小批量生產(chǎn)特點設(shè)計組合機床的重要因素。按設(shè)計要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn) 6 萬件，從工件外形及輪闊尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭。（4） 機床使用步置使用組合機床對車間布置情況，工序間的聯(lián)系，使用廠的技術(shù)能力和自然條件等一定的要求。再根據(jù)用戶實際情況來選擇什么樣的組合機床。綜合以上所述：通過對零件的結(jié)構(gòu)特點，加工部位，尺寸精度，表面粗糙度和技術(shù)要求，定位，夾緊方式，工藝方法，并定出影響機床的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮，最終決定采用六軸頭多工位同步鉆床。2.2 工藝的確定 2.2.1 確定工序間余量為使加工過程順利進行并保證加工精度，必須合理地確定工序間余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機床對孔加工的工序余量，由于在本鉆床上只進行粗鉆，為達到最終 Φ20 的要求后面還要進行鉸孔，所以這次的鉆孔直徑為 Ф19.5，直徑上工序余量為 0.5mm2.2.2 選擇切削用量確定了在組合機床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因為所設(shè)計的組合機床為多軸同步加工，在大多數(shù)情況下所選擇切削用量根據(jù)經(jīng)驗比一般通用機床單刀加工低 30%左右。多軸主軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺，工作時要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量（mm/min ） 。因此，同一主軸箱可設(shè)計成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進給量與其相適應(yīng)。以滿足不同直徑的加工要求，即：n1.×f1=n2×f2=…=ni×fi=vf （1-1）式中：n 1.， n2 ，n 2-——各主軸轉(zhuǎn)速 （r/min）f1。 f2.fi ——各主軸進給量（mm/r） vf——動力滑臺每分鐘進給量（mm/min） 由于該工件的加工精度，工件材料，工作條件，技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟的選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法得：鉆頭直徑5D=19.5mm，材料為高速鋼，進給量 f=0.1mm/r，切削速度 v=20mm/min2.2.3 確定切削力，切削扭矩，切削功率根據(jù)選定的切削用量確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設(shè)計的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪，傳動軸）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主電動機功率，通過查表計算如下：軸向力：F= N （1-FYKfCFx0d81.92）計算得：F=9.81?61.2?19.5 1?0.10.7=2335.9N鉆削扭矩 ：M= N?m (1-3)MYxKfdC08.9計算得：M=9.81?0.0311?19.5 2?0.10.8 =18.4N?m鉆削功率：PC=2∏Mn W (1-4)計算得：P C=2?3.14?18.4?3.3=385.2W式中：f—沒轉(zhuǎn)進給量（mm/r）n—鉆頭轉(zhuǎn)速（r/s）2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu)工件的布氏硬度在 HB170-240，孔徑 D 為 19.5mm，刀具的選擇高速鋼鉆頭（W18Cr4V ）.為了使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn) Ф19.5 的麻花鉆。2.2.5 確定軸向進給力F 進 =∑Fi=6?2335.9=14015.4N式中：F i——各主軸加工時產(chǎn)生的軸向力由于滑臺工作時，除了要克服各主軸的軸向進給力，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(yīng)大于 14.1KN。62.2.6 確定進給速度，行程滑臺的進給速度分為快進，工進，快退，所以要求液壓系統(tǒng)能實現(xiàn) 3種速度間的轉(zhuǎn)換。其中快進行程為 200mm，工進 110mm，快退 310mm。2.3 齒輪箱的設(shè)計2.3.1 確定傳動線路圖圖 2 傳動示意圖 1.電動機 2.小帶輪 3.大帶輪 4.傳動軸 5.小齒輪 6.主軸 7.大齒輪2.3.2 帶傳動的設(shè)計2.3.2.1 定 V 帶型號和帶輪直徑定 V 型帶型號和直徑工作情況系數(shù) KA=1.1計算功率 PC= KAP=1.1?2.5=2.75 PC=3KW小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min選帶型號 A 型小帶輪直徑 由表得 取 D1=90mm大帶輪直徑 D2=(1-ε)D1n1/n2 取 D2=224mm7大帶輪轉(zhuǎn)速 n2=(1-ε)D1n1/D2=576 n2=576r/min計算帶長求 Dm Dm=（ D1+D2）/2 Dm=157mm求 Δ Δ= （D 2-D1）/2 Δ=67 mm初取中心距 a=650mm帶長 L=ЛDm+2a+Δ2/a Ld=787.5mm基準(zhǔn)長度 L=800mm求中心距和包角中心距a=130mm小輪包角 α1=180o-60o（ D2-D1）/a =121.3>120 o α1=121.3o求帶根數(shù)帶速 v= ЛD1n1/(60?1000) v=6.78m/s傳動比 i= n1/ n2 i=2.5帶根數(shù) 由表得 P0=1.07kw; Ka=0.83 KL=0.85; ΔP0=0.17 Z=PC/(P+ΔP0) Ka KL=2.87 取 Z=3求軸上載荷張緊力 F0=128N軸上載荷 FQ=2Z F0sin(a1/2) FQ=665.1N2.3.2.1 帶輪材料與結(jié)構(gòu)當(dāng)帶速 v<30/s 的傳動帶，其帶輪一般用 HT200 制造。所以帶輪的材料選擇 HT200。當(dāng)帶輪的直徑 D<2-3d 時常采用實心式，中等尺寸是常采用腹板式。所以小帶輪采用實心式，大帶輪采用腹板式。2.3.3 傳動軸的設(shè)計2.3.3.1 軸Ⅰ的設(shè)計（1）軸的選材 2mma(L)84LЛ?????2Ca0P2.5 ()qv vz???8軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒輪表面在進行高頻淬火（2）計算齒輪受力 由于軸上齒輪對稱分布所以徑向受力相互抵消（3）計算支撐反力 垂直面反力F1=665N ,FR1=997.5N, FR2=332.5N(4) 軸的結(jié)構(gòu)圖 圖 3 傳動軸的結(jié)構(gòu) （5）軸的受力圖圖 4 軸的受力圖(6) 軸的垂直面受力圖圖 5 軸的垂直面受力圖（7） 軸的彎矩圖9圖 6 軸的彎矩圖最大彎矩 M=40232.5N?mm（8）軸的扭矩圖圖 7 軸的扭矩圖 最大轉(zhuǎn)矩為 47750n?mm（9）軸的當(dāng)量彎矩圖圖 8 軸的當(dāng)量彎矩圖計算齒輪受力齒輪螺旋角 β=0齒輪直徑：小輪大輪=501d=1502小齒輪受力：轉(zhuǎn)矩圓周力徑向力軸向力n105.961PT??1td2Fnt??acosr?=47750N?mm1T=1910NtF=695.2Nr=0Na小齒輪軸受力圖 見圖 4計算支撐反力垂直面反力 =997.5N1RF=332.5N10垂直面受力圖 見圖 5水平面受力圖 忽略重力畫軸彎矩圖垂直面彎矩圖 見圖 6畫軸扭矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 T= 1TT=47750N?mm扭矩圖 見圖 7許用應(yīng)力許用應(yīng)力 用插入法查表得：[ ]b0?=102.5Mpa[ ]=60Mpab1??[ ]=102.5Mpab0?[ ]=60Mpa1?應(yīng)力修正系數(shù) ??0b-??ɑ=0.59畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 ɑT=0.59×47750 ɑT=28172N?mm當(dāng)量彎矩 在小齒輪中間截面處 22' )(TMA???8175.946在左軸頸處 22' )(B= 225.817.403?見圖 8=40737N?mm'AM=49115N?mm'B當(dāng)量彎矩圖 見圖 8校核軸徑齒根圓直徑 =43.75??mchdaf???21 43.75mm?1df軸徑 ??31'.0bAAM??31'.dbBB 18.9<43.75A=20.2<40mmBd2.3.3.2 主軸的設(shè)計本鉆床共有六根主軸，鉆頭安裝在主軸上。故對主軸的強度剛度要求較11高。為滿足要求材料選擇 45 號鋼，初定直徑 35mm。熱處理為調(diào)質(zhì)處理，表面硬度為 220-250HBS。軸的設(shè)計與校核過程與上類似。 （1）主軸 1 的結(jié)構(gòu)圖如下圖 9 主軸 1 的結(jié)構(gòu)圖（2）主軸 2 的結(jié)構(gòu)圖圖 10 主軸 2 的結(jié)構(gòu)圖 122.3.4 齒輪的設(shè)計2.3.4.1 齒輪的材料齒輪傳動要求齒輪表面具有較高的硬度與耐磨性，同時齒根還要具有較高的強度。在齒輪傳動過程中由于小齒輪直徑小每個齒重復(fù)嚙合的次數(shù)更多，導(dǎo)致小齒輪過早失效。所以小齒輪選擇 40Cr,大齒輪為#45 鋼，表面熱處理均為表面淬火。2.3.4.2 齒輪的參數(shù)設(shè)計齒面接觸疲勞強度計算1.初步計算轉(zhuǎn)矩 T1 16109.5nPT?? T1=18400N?mm齒寬系數(shù) ψd 查表得 ψd=1.0 ψd=1.0接觸疲勞極限 σHlim1σHlim1=710MpaσHlim2=580Mpa初步計算的許用接觸應(yīng)力[σ H][σH1]=0.9 ?σHlim1[σH2]= 0.9 ?σHlim2 [σH1]=639Mpa[σH2]=522Mpa初步計算的小齒輪直徑 d11312dHTu?38.5[]A?????取 d1=50mm初步齒寬 b b=40mm2.校核計算圓周速度 v v= =1.35m/s 1dn60Лv=1.35m/s精度等級 選 6 級齒數(shù) z 和模數(shù)m 初取 z1=20,z2=i?z1=60m=d1/ z1=2.5 m=2.5z1=20z2=60使用系數(shù) KA KA=1.25動載系數(shù) KV KV=1.1 齒間載荷分配系數(shù) KHa 齒間載荷分配系數(shù) KHa Ft=2T1/d1=817.7N KAFt/b=22.7N/mm<100N/mm 13εa=[1.88-3.2(1/ z1+1/ z2)]cosβ =1.64 Zε= =0.79a43??由此得 KHa= =1.6 21Z? εa=1.64Zε=0.79KHa=1.6齒向載荷分布系數(shù) KHβ =A+B( )2+C?10-3b ?HK1d=1.11+0.16( )2+0.47?10-3?40405=1.75 =1.75?H載荷系數(shù) K K=KA KV KHa KHβ K=3.85彈性系數(shù) ZE 查表得 ZE=189.8 MPa節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH ZH=2.5接觸最小安全系數(shù) SHmin SHmin=1.25接觸壽命系數(shù)ZN ZN1=1.18許用接觸應(yīng)力[σH] [σH1]= =670MPa Hlim1nzS?[σH2]= =580MPa li2nHm[σH1]=670MPa[σH2]=580MPa驗算 12kT?dEuZ????計算結(jié)果表明，接觸疲勞強度較為合理，輪尺寸無需調(diào)整。=572.4MpaH?< [σH2]（3）確定傳動主要尺寸實際分度圓直徑 d d1=mz1=2.5?20=50mm =mz2=2.5?60=150mm d1=50mm=150mm214中心距 a a= 12m(z)?a=100mm齒寬 b b=40mm齒根彎曲疲勞強度重合度系數(shù) ?Y Yε=0.25+ a0.75?Yε=0.71齒間載荷分配系數(shù) KFa KFa=1/ Yε KFa=1.41齒向載荷分布系數(shù) KFβ b/h=7.1 查表得 KFβ=1.5載荷系數(shù) K K= KA KV KFa KFa=2.9 K=2.9齒形系數(shù) YFa YFa1=2.9YFa2=2.32應(yīng)力修正系數(shù)YSa YSa1=1.53 YSa2=1.74彎曲疲勞極限σFlim σFlim1=620MPa σFlim2=450MPa彎曲最小安全系數(shù) SFmin SFmin=1.6彎曲壽命系數(shù)YN YN1=0.95YN2=0.97尺寸系數(shù) YX YX=1.0許用彎曲應(yīng)力[σF] [σF1]= Flim1NXnYS?[σF2]= Fli2mn[σF1]= 356.25MPa[σF2]=272.8MPa驗算 σF1= YSa1 YFa1 Yε 1TdKbσF1=203.5 MPa< [σF1]15σF2=σF1 Fa2S1Y傳動無過載，故不作靜強度校核 其余的齒輪配合情況與這一對相同，所以參數(shù)完全一樣σF2=185.1 MPa其余的齒輪配合情況與這一對相同，所以參數(shù)完全一樣2.3.5 主軸箱的設(shè)計主軸箱是鉆床的重要部件，它上面安裝有鉆床的傳動系統(tǒng)以及主軸。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著機床的制造成本；影響著鉆床對零件加工的精度，同時也影響著機床的工作效率和壽命等。因此，主軸具有足夠的靜態(tài)剛度和良好的動態(tài)性能，較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力，并易于加工制造裝配等才能滿足鉆床對床身的要求。為保證鉆床的加工精度，應(yīng)嚴(yán)格保證主軸箱各壁孔間的位置精度。主軸箱鑄造后為使性能穩(wěn)定應(yīng)進行時效處理。加工時使用鏜床一次鏜同一軸上的兩個壁孔。主軸箱的材料采用 HT200，通過鑄造成型。內(nèi)壁孔的精度等級為IT6，Ra1.6 。2.4. 床身的設(shè)計 （1）床身對鉆床性能的影響及其要求床身是鉆床的主要支撐件，他支撐著鉆床的床頭箱，溜板，尾座等部件。承受著切削力，重力，摩擦力等靜態(tài)力的作用。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著機床的制造成本；影響著鉆床各部件間的相對位置精度，和鉆床在工作中各運動部件的相對運動軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響工件的加工質(zhì)量，還影響機床刀具的耐用度，同時也影響著機床的工作效率和壽命等。因此，床身具有足夠的靜態(tài)剛度和良好的動態(tài)性能，較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力，并易于加工制造裝配等才能滿足鉆床對床身的要求。（2）床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計16鉆床工作時，主要受到水平方向和垂直方向的切削力的作用，使床身在水平面和垂直面內(nèi)發(fā)生彎曲，以及在這些分力作用下的扭矩，其中，影響最大的是床身水平面的彎曲。因此，在床身不太長的情況下，主要應(yīng)提高床身在水平面內(nèi)的剛度。所以在床身的長度方向多布置幾個著力點，而且使主軸箱在靜止的時候重心落在左側(cè)的床腿間。床身的結(jié)構(gòu)如圖 11。17圖 11 床身參考文獻[1]邱宣懷、郭可謙、吳宗澤等.機械設(shè)計.4 版.北京：高等教育出版社.2010.[2]劉混舉、趙河明、王春燕.機械可靠性設(shè)計.北京：國防工業(yè)出版社.2010.[3]楊光、席偉光、李波、陳曉岑.機械設(shè)計課程設(shè)計.2 版.北京：高等教育出版社.2010.[4]金清肅、范順成、范曉珂.機械設(shè)計課程設(shè)計.武漢：華中科技大學(xué)出版社.2006.[5]王慧、呂宏、王連明.機械設(shè)計課程設(shè)計.北京：北京大學(xué)出版社.2011.[6]于永泗、齊民.機械工程材料.8 版.大連：大連理工大學(xué)出版社.2010.[7]鄭文緯、吳克堅.機械原理.7 版.北京：高等教育出版社.2010.[8]劉鴻文.材料力學(xué).4 版.北京：高等教育出版社.2010.[9]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.6 版.北京：高等教育出版社.2004.[10]陳于萍、周兆元.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).2 版.北京：機械工業(yè)出版社.2009.[11]何銘新、錢可強.機械制圖.5 版.北京：高等教育出版社.2008.[12]蔣曉、沈培玉、苗青.AutoCAD2008 中文版機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)實例教程.北京：清華大學(xué)出版 社.2008.[13]成大先.機械設(shè)計手冊.單行本.軸及其聯(lián)接.[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社 .2004.1[14]韓榮第.金屬切削原理與刀具.3 版.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2007.18致謝本次畢業(yè)設(shè)計得以順利完成，首先要感謝指導(dǎo)老師 XXXXXXXX 教授，班主任曾一凡教授，以及院里的各位老師。其次，也要感謝同學(xué)們對我的熱情幫忙。有了你們的幫助才讓我解決一個個的難題，在這里我對大家表示衷心的感謝！19