組合專機(jī)-半精鏜及精鏜氣缸蓋導(dǎo)管孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)(鏜削頭設(shè)計(jì)),組合,專機(jī),半精鏜,精鏜氣,缸蓋,導(dǎo)管,機(jī)床,設(shè)計(jì),鏜削頭 1前 言 在機(jī)械制造中，對(duì)單件或小批量生產(chǎn)的工件，許多工廠采用通用機(jī)床加工。由于通用機(jī)床要適應(yīng)被加工零件形狀和尺寸的要求，故機(jī)床結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜。不僅如此，在實(shí)際加工中，由于只能單人單機(jī)操作，一道一道工序地完成，所以工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低，工件的加工質(zhì)量也不穩(wěn)定。 針對(duì)以上的問(wèn)題，組合機(jī)床便出現(xiàn)并逐步發(fā)展起來(lái)。組合機(jī)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(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，有刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種加工。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種方式：第一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的特征進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍也是最實(shí)用的做法。第二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)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(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)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(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)成通用部件，這種機(jī)床稱為“專用組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床不需要每次按具體對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是設(shè)計(jì)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(jiǎn)單的夾具和刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。 為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。 該課題是數(shù)控氣缸蓋導(dǎo)管孔組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)。該課題來(lái)源于高精公司。這次設(shè)計(jì)任務(wù)是組合機(jī)床主軸箱部分的設(shè)計(jì)。主軸箱設(shè)計(jì)是該次設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)。首先，在同組同學(xué)完成對(duì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)并繪制出“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，繪制主軸箱設(shè)計(jì)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(dòng)系統(tǒng)。這里應(yīng)注意軸與軸的最小間距應(yīng)符合規(guī)定要求，避免產(chǎn)生干涉，這一步是主軸箱設(shè)計(jì)的核心部分；第四步，計(jì)算并校核主軸是否符強(qiáng)度要求，其中包括對(duì)主軸配套軸承的校核；第五步，設(shè)計(jì)計(jì)算同步帶傳動(dòng)裝置；最后，繪制出相應(yīng)的主軸箱圖和同步帶圖以及它們的一些零件圖。 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，需要查閱大量的資料作為參考，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮各個(gè)方面的問(wèn)題，要從機(jī)床的合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性以及被加工零件的具體要求出發(fā)，確立合理的設(shè)計(jì)方案。要不斷地檢查目標(biāo)的完成情況，這樣才能發(fā)現(xiàn)自己存在的不足，遇到的問(wèn)題也要及時(shí)請(qǐng)教指導(dǎo)老師，研究堅(jiān)決的方法，得到進(jìn)步。最終在老師的耐心和認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)下，順利完成了這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。 2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2.1工藝方案的擬訂 工藝方案制定的正確與否是在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的形狀和加工要求的特點(diǎn)，按一定的原則，結(jié)合組合機(jī)床常用的工藝方法，充分考慮到各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)，合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。選擇工藝基面和定位方式是制定工藝方案的關(guān)鍵所在。 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則： a.粗精加工分開(kāi)原則： 粗加工時(shí)的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大佳壓力引起的工件變形以及切削振動(dòng)等，對(duì)精加工十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬訂工件一個(gè)連續(xù)的多工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)選擇粗精加工分開(kāi)的原則。 b.工序集中原則： 適當(dāng)考慮相同類型工序的集中，在條件允許時(shí)，把相同的工序集中在儀態(tài)機(jī)床或同一工位上進(jìn)行加工能簡(jiǎn)化循環(huán)和結(jié)構(gòu)；有相對(duì)位置要求的工序集中，加工對(duì)于相互間有嚴(yán)格的位置精度的孔的精加工應(yīng)集中在一臺(tái)機(jī)床上一次安裝下完成，并且孔的粗精加工最好集中在一臺(tái)機(jī)床上完成，這樣可以使精加工余量分布均勻，更利于保證加工精度。 2.2切削用量的確定 進(jìn)給量按復(fù)合刀具中最小直徑的單個(gè)刀具選擇。在選擇進(jìn)給量時(shí)， 除了考慮被加工工件要求的表面粗糙度外， 還應(yīng)考慮直徑最小或切削深度最大的那把單個(gè)刀具的強(qiáng)度。切削速度按復(fù)合刀具中最大直徑的單個(gè)刀具選擇?？砂吹毒哳A(yù)定的耐用度選取或計(jì)算。切削用量的選擇要保證最高精度孔或外圓的精度以及表面粗糙度的要求，并考慮各單個(gè)刀具的特點(diǎn)。 合理地選擇切削用量，即確定合理的切削速度和工作進(jìn)給量，能使組合機(jī)床以最少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率，最長(zhǎng)的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量也就是多、快、好、省地進(jìn)行生產(chǎn)。 查文獻(xiàn)資料[6]得： 表2-1孔加工常用工序間余量 加工工序 加工孔徑 直徑上工序間余量 鉸孔 10-20 0.10-0.20 半精鏜 10-20 0.07-0.12 精鏜 30-130 0.25-0.40 半精加工：閥座孔，導(dǎo)管孔； 精加工：閥座孔，導(dǎo)管孔； 查文獻(xiàn)資料[6]得： 表2-2鏜孔切削用量 工序 刀具材料 鑄鐵 半精鏜 硬質(zhì)合金 50-70 0.15-0.45 精鏜 硬質(zhì)合金 70-90 0.12-0.15 為了便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，半精加工和精加工中均取。 切削速度的計(jì)算： 粗加工： A.半精加工(排氣) a.槍鉸導(dǎo)管孔 根據(jù)以上的查表，選擇，。 由 （2-1） —切削速度，單位為。 =3.14×14.8×1500/1000=69.7 b.鏜閥座孔 根據(jù)以上的查表，選擇， 由 —切削速度，單位為m/min。 =3.14×47.8×466/1000=70 B.半精加工(進(jìn)氣) a.槍鉸導(dǎo)管孔 根據(jù)以上的查表，選擇， 由 —切削速度，單位為。 =3.14×14.8×1500/1000=69.7 b.鏜閥座孔 根據(jù)以上的查表，選擇， 由 —切削速度，單位為。 =3.14×44.8×466/1000=65.6 C.精加工(排氣) a.槍鉸導(dǎo)管孔 根據(jù)以上的查表，選擇， 由 —切削速度，單位為。 =3.14×15×1500/1000=70.7 b.鏜閥座孔 根據(jù)以上的查表，選擇， 由 —切削速度，單位為。 =3.14×48×1500/1000=70.2 D.精加工(進(jìn)氣) a.槍鉸導(dǎo)管孔 根據(jù)以上的查表，選擇， 由 —切削速度，單位為。 =3.14×15×1500/1000=70.7 b.鏜閥座孔 根據(jù)以上的查表，選擇， 由 —切削速度，單位為。 =3.14×45×466/1000=65.8 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率： 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度及進(jìn)給量），確定進(jìn)給力，作為選擇動(dòng)力滑臺(tái)及設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其傳動(dòng)部件的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動(dòng)電機(jī)（一般指動(dòng)力箱電機(jī)）功率。 根據(jù)[6]表6-20組合機(jī)床切削用量計(jì)算圖中推薦的切削力、轉(zhuǎn)矩及功率公式查出采用硬質(zhì)合金刀具鏜孔的切削力、切削轉(zhuǎn)矩和功率（缸體材料為灰鑄鐵）的計(jì)算公式如下： 切削力 （2-2） （2-3） 轉(zhuǎn)矩 （2-4） 功率 （2-5） 公式中：—切削速度（）；—進(jìn)給量（）； —切削深度（）； —加工直徑（）；—圓周力（N）；—軸向切削力（N）； —布氏硬度：； （2-6） 在本設(shè)計(jì)中，，，代入公式（2-6）得。 半精加工：（排氣） 槍鉸導(dǎo)管孔： ；； ；； 鏜閥座孔： ；； ；； 半精加工：（進(jìn)氣） 槍鉸導(dǎo)管孔： ；； ；； 鏜閥座孔： ；； ；； 精加工：（排氣） 槍鉸導(dǎo)管孔： ；； ；； 鏜閥座孔： ；； ；； 精加工：（進(jìn)氣） 槍鉸導(dǎo)管孔: ；； ；； 鏜閥座孔： ；； ；； 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定： a.工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度（多軸加工時(shí)應(yīng)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和。即，切入長(zhǎng)度一般為，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。 鏜孔的切入長(zhǎng)度為； 鏜孔的切入長(zhǎng)度為。 排氣孔的工進(jìn)長(zhǎng)度的確定：本設(shè)計(jì)中槍鉸導(dǎo)管孔切入長(zhǎng)度取，切出長(zhǎng)度為，所以；鏜閥座孔切入長(zhǎng)度取5，切出長(zhǎng)度為0，所以。 進(jìn)氣孔的工進(jìn)長(zhǎng)度的確定：本設(shè)計(jì)中槍鉸導(dǎo)管孔切入長(zhǎng)度取，切出長(zhǎng)度為，所以；鏜閥座孔切入長(zhǎng)度取，切出長(zhǎng)度為0，所以。 半精加工中和精加工中的進(jìn)、排氣孔的工進(jìn)長(zhǎng)度相同。 b.快速引進(jìn)長(zhǎng)度的確定 快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長(zhǎng)度按具體情況確定。本設(shè)計(jì)快速引進(jìn)長(zhǎng)度為。 c.快速退回長(zhǎng)度的確定 快速退回的長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。由已確定的快速引進(jìn)和 工作進(jìn)給長(zhǎng)度可知，快速退回長(zhǎng)度分別為。 d.動(dòng)力部件總行程的確定。 本設(shè)計(jì)中采用兩數(shù)控機(jī)械滑臺(tái)的前備量取，后備量??；總行程為。 圖2-1 動(dòng)力部件行程圖 2.3組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——“三圖一卡” 繪制組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對(duì)具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。 2.3.1被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床(或自動(dòng)線)上完成的工藝內(nèi)容,加工部位的尺寸精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn),夾壓部件以及被加工零件的材料，硬度和本機(jī)床的前加工余量,毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用,調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件，是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的。 A.被加工零件工序圖主要內(nèi)容包括： a.被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 b.本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。 c.本工序加工表面尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。 d.注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。 圖2-2半精鏜加工零件工序圖 圖2-3精鏜加工零件工序圖 B.繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng)： a.繪制被加工零件工序圖應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面；本工序加工部位用粗實(shí)線表示；定位用定位基準(zhǔn)符號(hào)表示，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度符號(hào)；夾緊用夾緊符號(hào)表示；輔助支撐用支撐符號(hào)表示。 b.繪制被加工零件圖應(yīng)注意本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。 對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析。 當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。被加工零件工序圖如圖2-2、2-3所示。 名稱及編號(hào):氣缸蓋世無(wú)雙150440081 材料及硬度:HT250 ，150-225HBS 重量：小于30KGB 圖中符號(hào)： ---夾緊位置 --定位基準(zhǔn) 2.3.2加工示意圖 圖2-4 半精鏜加工零件示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表示被零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔助的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。加工示意圖是繪制機(jī)床總體聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必須的重要技術(shù)文件。加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖，它是設(shè)計(jì)刀具、輔具、夾具、多軸箱、電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件，繪制機(jī)床總體聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)； 是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機(jī)床的加工方法，切削用量，聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸(直徑和長(zhǎng)度)；接桿(包括鏜桿)、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導(dǎo)向套之間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。 圖2-5 精鏜加工零件示意圖 2.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來(lái)表示機(jī)床的配置型式和布局。用以檢驗(yàn)各主要部件相對(duì)位置幾尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)；它可以看成是機(jī)床總體外觀簡(jiǎn)圖。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示的內(nèi)容： a.表明機(jī)床的配置型式和總布局。 b.完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓 尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。 c.標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)注機(jī)床分組編號(hào)及組件名稱。 圖2-6機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 2.3.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 a.理想生產(chǎn)率Q 理想生產(chǎn)率Q是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)。根據(jù)文獻(xiàn)資料[6]P51得： （2-6） 公式中：A—年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中為50000件； —全年工時(shí)總數(shù)，本課題以單班制計(jì)算， 則 c.實(shí)際生產(chǎn)率 實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)才零件數(shù)量。即公式 （2-7） 公式中：—生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間 則 c.機(jī)床負(fù)荷率 機(jī)床負(fù)荷率為理想生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。即文獻(xiàn)資料[6]P52公式[3] （2-8） 當(dāng)時(shí)，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。組合機(jī)床負(fù)荷率一般為，自動(dòng)線負(fù)荷率為。對(duì)于精密度較高、自動(dòng)化程度高或多品種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。 生產(chǎn)率計(jì)算卡如表2-3、2-4所示 表2-3 半精加工機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 表2-4精加工機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 3.1概述 主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。主軸箱是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、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)自通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝在進(jìn)給滑臺(tái)，可完成鉆、鉸、擴(kuò)、鏜等加工工序。 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前最普遍采用的方式是根據(jù)具體加工對(duì)象的特征進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最實(shí)用的做法。 3.2 主軸箱的設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容 本人的設(shè)計(jì)任務(wù)是氣缸蓋專用鏜孔組合機(jī)床主軸箱部分的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的依據(jù)是“三圖一卡”。 主軸箱箱體材料：HT200 鑄件須經(jīng)過(guò)人工時(shí)效，鑄件不得砂眼、氣孔、裂紋、縮松等情況。人工時(shí)效要在粗加工后進(jìn)行。 3.2.1繪置主軸箱原始依據(jù)圖 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖就是根據(jù)“三圖一卡”整編繪出主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。 在設(shè)計(jì)此圖時(shí)，從“三圖一卡”中已知： a.兩孔的位置關(guān)系尺寸。 b.工件放置在主軸箱對(duì)面氣缸蓋被加工孔1中心線與主軸箱中心線重合。 c.主軸孔高度為100毫米。 d.箱體輪廓尺寸：寬×高為300×250毫米。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖如圖3-1和附表3-1所示。 1） 2） 圖3-1原始依據(jù)圖 1、2—主軸孔 3、4—主軸孔 圖中雙點(diǎn)劃線為被加工零件輪廓。 表3-1主軸外伸尺寸及切削用 軸號(hào) 工序內(nèi)容 加工孔直徑 主軸直徑 主軸外伸尺寸 鏜桿直徑 1 半精鏜 60-80 30 69.7 1500 80 半精鏜 60-80 30 70 466 80 2 半精鏜 60-80 30 69.7 1500 80 半精鏜 60-80 30 65.6 466 80 3 精鏜 60-80 30 70.7 1500 80 精鏜 60-80 30 70.2 466 80 4 精鏜 60-80 30 70.7 1500 80 精鏜 60-80 30 70.2 466 80 3.2.2軸的結(jié)構(gòu)工藝 為了主軸的結(jié)構(gòu)便于加工、裝配、拆卸、測(cè)量和維修等，使其生產(chǎn)率高、成本低，所以應(yīng)盡量使主軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，軸的直徑變化應(yīng)盡量少，應(yīng)盡量限制軸的最大直徑及各軸段間的直徑差。這樣既能簡(jiǎn)化軸的結(jié)構(gòu)、節(jié)省材料，又可減少切削量。 各軸段的軸端應(yīng)制成45度的倒角；為便于拆卸軸承，其定位軸肩應(yīng)低于軸承內(nèi)圈高度。如果軸肩高度無(wú)法降低，則應(yīng)在軸上開(kāi)槽；需要切制螺紋的軸段應(yīng)留有螺紋退刀槽，需要磨削加工的軸段應(yīng)留有砂輪越程槽。 3.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈把驅(qū)動(dòng)軸傳來(lái)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速要求分配到各主軸。傳動(dòng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響到主軸箱的質(zhì)量，通用化程度、設(shè)計(jì)和制造工作量的大小以及成本的高低。因此，應(yīng)十分重視這一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)各種傳動(dòng)方案要充分討論，分析比較，從中選出最佳方案。 此主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較的復(fù)雜，在第4部分我作了詳細(xì)的敘述，即鏜削頭的傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)計(jì)算。 3.2.4主軸的確定及動(dòng)力計(jì)算 A.主軸材料的選擇 材料：合金鋼 牌號(hào)： 熱處理：調(diào)質(zhì) 毛坯直徑：小于 抗拉強(qiáng)度極限：725 屈服強(qiáng)度極限：540 彎曲疲勞極限：355 剪切疲勞強(qiáng)度：200 許用彎曲應(yīng)力：70 適用場(chǎng)合：用于載荷較大且無(wú)很大沖擊的重要軸。 B.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的最小直徑估算 由材料力學(xué)可知，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： （3-1） 公式中： —軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（） T—軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（） P—軸傳遞的功率（） n—軸的轉(zhuǎn)速（） —軸的抗扭截面系數(shù)（） —許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（） 由此推得實(shí)心圓軸的最小直徑 （）為： （3-2） 公式中：C—計(jì)算常數(shù)，取決于軸的材料和受載情況。 ， （3-3） 查參考資料[5]表11-3 取 則 = 所以軸的最小直徑為： 根據(jù)參考資料[6] 表5-19，主軸前軸承軸徑（）取。 C.軸的大致尺寸和形狀的確定 階梯軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下問(wèn)題： a.配合性質(zhì)不同的表面，直徑應(yīng)有所不同。 b.加工精度、粗糙度不同的表面，一般直徑亦有所不同。 c.與軸承配合的軸頸，其直徑必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。 d.各軸段的長(zhǎng)度決定于軸上零件的寬度和零件固定的可靠性。軸頸的長(zhǎng)度 通常與軸承的寬度相同。 根據(jù)參考資料[6]來(lái)設(shè)定主軸各軸段的長(zhǎng)度尺寸： 根據(jù)以上要求得出軸的大致尺寸和形狀為： 圖3-2主軸 D.軸端連接方式 主軸軸端與同步帶輪的連接方式采用矩形花鍵連接（見(jiàn)圖3-3所示）。然而，帶輪與花鍵不采用直接的連接方式，而是在花鍵上配上一個(gè)特制的花鍵套（見(jiàn)圖3-4所示），并將帶輪安裝在花鍵套上。 圖3-3矩形花鍵連接 圖3-4花鍵套 矩形花鍵連接：圖3-3所示為矩形花鍵連接。鍵齒的兩側(cè)面為平面，形狀較為簡(jiǎn)單，加工方便?；ㄦI通常要進(jìn)行熱處理，表面硬度應(yīng)高于40HRC。矩形花鍵連接的定心方式為小徑定心，外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。由于制造時(shí)軸和轂上的接合面都要經(jīng)過(guò)磨削，因此能消除熱處理引起的變形，具有定心精度高、定心穩(wěn)定性好、應(yīng)力集中較小、承載能力較大的特點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛。 花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算： 花鍵連接的失效形式和強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)及方法，與平鍵連接基本相同?；ㄦI連接的受力如圖3-5所示。假設(shè)載荷在鍵齒的工作面上均勻分布，每個(gè)鍵齒的工作表面上的壓力的合力F作用在平均直徑處，則花鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩。引入載荷不均勻系數(shù)K考慮實(shí)際載荷在各花鍵齒上分配不均的影響。由此可得花鍵連接的強(qiáng)度條件為： 圖3-5 花鍵連接受力圖 （3-4） 公式中：—花鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為； —花鍵的工作長(zhǎng)度，單位為； —花鍵的齒數(shù)； —載荷不均勻系數(shù)，取決于齒數(shù)，一般取，齒數(shù)多時(shí)取較 小值； —花鍵齒側(cè)面的工作高度，單位為，矩形花鍵； —花鍵的平均直徑，單位為，矩形花鍵； —花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力，單位為，（見(jiàn)表 3-2）； —花鍵的許用壓強(qiáng)，單位為，（見(jiàn)表3-2）； 花鍵連接的零件多用強(qiáng)度極限不低于的鋼制造，一般需要熱處理，特別是在載荷作用下需要頻繁移動(dòng)的花鍵齒，應(yīng)通過(guò)熱處理獲得足夠的硬度以抵抗磨損。花鍵的許用擠壓應(yīng)力、許用壓強(qiáng)見(jiàn)表 表3-2花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng) 連接工作方式 使用和制造情況 齒面未經(jīng)熱處理 齒面經(jīng)過(guò)熱處理 動(dòng)連接 （載荷下移動(dòng)） 不良 3-10 中等 5-10 良好 10-20 注：（a）同一情況下，或的較小值用于工作時(shí)間長(zhǎng)和較重要的場(chǎng)合。 （b）使用和制造情況不良的情況是指受變載荷、有雙向沖擊、振動(dòng)頻率高和振幅大、潤(rùn)滑不良（對(duì)動(dòng)連接）、材料硬度較低或精度不高等。 3.2.5主軸密封裝置的選用 a.主軸前端密封裝置的選用 主軸前端密封裝置選用迷宮式密封裝置（見(jiàn)表3-3所示）。迷宮式密封裝置利用轉(zhuǎn)動(dòng)元件與固定元件間所構(gòu)成的曲折而狹小的縫隙及縫隙內(nèi)充填的油脂達(dá)到密封目的，與其他密封配合使用，則密封效果會(huì)更好。迷宮式密封對(duì)油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑都適用，對(duì)防塵和防漏也有較好的效果。 表3-3迷宮密封 （單位：mm） 軸徑 10-50 50-80 80-110 110-180 0.2 0.3 0.4 0.5 1 1.5 2 2.5 根據(jù)表3-3得：；；； b.主軸末端密封裝置的選用 主軸末端密封裝置選用油溝式密封裝置（見(jiàn)圖3-6所示）。油溝式密封裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，在油溝只充滿油脂，可以防止贓物和水分進(jìn)入軸承，適用于脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑且工作環(huán)境清潔的軸承。 圖3-6主軸末端密封裝置 3.2.6主軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行軸的校核計(jì)算 根據(jù)變應(yīng)力的強(qiáng)度理論和實(shí)驗(yàn)研究軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S的校核。公式如下： 延性金屬材料（碳素鋼和一般合金鋼）制造的軸。 （3-5） 公式中：—只考慮正應(yīng)力作用時(shí)的安全系數(shù)； —只考慮扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力作用時(shí)的安全系數(shù)。 許用安全系數(shù) ，其值根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。對(duì)于延性材料，當(dāng)載荷確定精確，對(duì)材料性能有把握時(shí)，??；當(dāng)載荷確定不夠精確，材料性能不夠均勻時(shí)，??；當(dāng)載荷確定不夠精確、材料性能均勻性差時(shí)，取。 確定危險(xiǎn)截面的確定： 危險(xiǎn)截面應(yīng)為主軸前軸承支承部分。 截面的強(qiáng)度校核： 該主軸為空心軸，抗彎、抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]表14-11 （3-6） （3-7） （3-8） 截面扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、彎曲正應(yīng)力的應(yīng)力幅 對(duì)于一般轉(zhuǎn)軸，彎曲正應(yīng)力按對(duì)稱循環(huán)規(guī)律變化，故彎曲應(yīng)力幅、平均應(yīng)力分別為，。 在多數(shù)情況下，對(duì)于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，且扭矩軸相等的軸，當(dāng)作對(duì)稱循環(huán)變化，即，。 （3-9） （3-10） 平均應(yīng)力 彎曲、扭轉(zhuǎn)極限疲勞強(qiáng)度由軸的材料特性所定。 彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，參見(jiàn)[5]表14-5。 彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)將平均應(yīng)力折算成應(yīng)力幅的等效系數(shù)（其值與材料有關(guān)，可從表[5]14-1中查出） 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù) （3-11） 僅有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù) （3-12） 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) （3-13） 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 所以疲勞強(qiáng)度合格，該主軸符合要求。 3.2.7主軸支承軸承的選用 a.主軸支承軸承選用 主軸支承系統(tǒng)的剛度直接影響剛性主軸的工作。 主軸本身引起的變形占2/3以上，而支承部分引起的變形也占到了將近1/3，因此對(duì)支承系統(tǒng)的剛度應(yīng)引起重視。主軸的支承通常采用：滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種。 鑒于有以上兩種情況，我們對(duì)它們進(jìn)行比較，選用有效、合理的支承方式。 滑動(dòng)軸承特點(diǎn)：抗振性好、工作平穩(wěn)、徑向尺寸小，裝配、潤(rùn)滑、密封等技術(shù)要求嚴(yán)格。 滾動(dòng)軸承特點(diǎn)：軸承尺寸小、轉(zhuǎn)速高、壽命長(zhǎng)，裝配密封和潤(rùn)滑比較簡(jiǎn)單，并可以直接選用。 鑒于組合機(jī)床的大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速和高精密的要求，普通的主軸雙聯(lián)軸承結(jié)構(gòu)已滿足不了要求，大多采用角接觸軸承組合設(shè)計(jì)。因?yàn)榻墙佑|軸承可以同時(shí)承受徑向和一個(gè)方向的軸向載荷，允許的極限轉(zhuǎn)速較高。 軸承選用和配置形式對(duì)主軸剛度也有較大的影響。軸承本身的剛度除取決于軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)、滾動(dòng)體的數(shù)量與尺寸外，還取決于軸承的安裝精度以及軸承的軸向間隙與徑向間隙的調(diào)整。 本主軸支承軸承選用角接觸軸承的成對(duì)使用。 成對(duì)軸承的配置安裝形式及代號(hào)： 角接觸軸承的裝置的方式不同，其支承剛性也不同。 (a) (b) ( c) 圖3-7成對(duì)軸承的配置安裝 軸承外圈窄邊相對(duì)，其接觸壓力線沿軸方向收斂，因而支承剛性減弱。如圖3-7a。 軸承外圈寬邊相對(duì)，其接觸壓力線沿軸方向擴(kuò)散，因而支承剛性增強(qiáng)。如圖3-7b。 軸承的寬邊和軸承的窄邊靠著，即“平行”安裝，軸承接觸壓力線的方向一致，這種成對(duì)安裝結(jié)構(gòu)可承受單方向的軸向力。如圖3-7c所示。 700C系列角接觸球軸承的性能、特點(diǎn)和適用場(chǎng)合： 表3-4角接觸球軸承的性能 負(fù)荷方向： 允許偏位角： 極 限 轉(zhuǎn) 速 比： 高 性能特點(diǎn)： 可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，也承受純軸向負(fù)荷。 適用場(chǎng)合幾舉例： 適用于剛性較大、跨距不大的軸；在工作中調(diào)整游隙時(shí)， 常用于蝸桿減速器、離心機(jī)、電機(jī)、穿孔機(jī)等。 所以在此鏜削頭主軸支承軸承的安裝方式為： 主軸前端軸承：兩角接觸軸承的“平行”安裝。 主軸后端軸承：兩角接觸軸承的成對(duì)使用，軸承外圈窄邊相對(duì)。 采用兩個(gè)角接觸球軸承背靠背組配，使支承點(diǎn)向外的擴(kuò)展，縮短了主軸頭部的懸伸，大大地減少了主軸端部的撓曲變形，提高了主軸剛度。 主軸軸承的預(yù)緊：鎖緊螺母作主軸軸承軸向限位（如圖3-6所示），來(lái)保證螺母端面與軸心線有較高的垂直度。 b.主軸軸承的強(qiáng)度設(shè)定 一般機(jī)械中運(yùn)轉(zhuǎn)的滾動(dòng)軸承的主要失效形式是滾動(dòng)體和座圈滾道表面產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕或疲勞剝落。所以，大多數(shù)滾動(dòng)軸承的尺寸選擇應(yīng)以保證滾動(dòng)軸承在規(guī)定的使用期限內(nèi)不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕或疲勞剝落為計(jì)算依據(jù)。按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算亦即根據(jù)動(dòng)態(tài)承載能力來(lái)選擇軸承的尺寸（型號(hào)）。 滾動(dòng)軸承的動(dòng)態(tài)承載能力計(jì)算就是保證運(yùn)轉(zhuǎn)軸承在規(guī)定的使用壽命期限內(nèi)不發(fā)生超過(guò)規(guī)定概率的疲勞失效的前提下，通過(guò)計(jì)算，選擇出尺寸、型號(hào)合適的軸承；或在已知軸承尺寸、型號(hào)時(shí)，計(jì)算出不在發(fā)生超過(guò)允許疲勞失效概率的前提下軸承所具有的壽命（稱預(yù)測(cè)壽命）。因此，滾動(dòng)軸承的動(dòng)態(tài)承載能力計(jì)算是與軸承的壽命直接聯(lián)系的。 在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，滾動(dòng)軸承的預(yù)期壽命可以根據(jù)機(jī)械的類型、工作條件等確定。一般要求軸承的使用壽命等于機(jī)械的使用壽命，這樣一來(lái)可以節(jié)省維修費(fèi)用；但有時(shí)會(huì)使軸承尺寸過(guò)大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不合理。為了解決這一矛盾，常把滾動(dòng)軸承的預(yù)期壽命定為機(jī)械的大修或中修的間隔期限，在預(yù)期的使用壽命到達(dá)時(shí)，利用大修或中修的機(jī)會(huì)來(lái)更換軸承。但規(guī)定過(guò)短的使用壽命也是不合理的，這將使機(jī)械經(jīng)常更換軸承，影響機(jī)械的正常工作，并增加維修費(fèi)用。在設(shè)計(jì)時(shí)，也可參考[5]表16-5所推薦的數(shù)值來(lái)確定軸承的預(yù)期使用壽命。 3.2.8主軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)主軸支承的潤(rùn)滑。 主軸軸承的密封和潤(rùn)滑：由于高速機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速較高，在目前的設(shè)計(jì)中多數(shù)采用集中定量定時(shí)油霧或滴油潤(rùn)滑方式。由于該主軸較長(zhǎng)，所以采用兩個(gè)主支承加一個(gè)輔助支承的結(jié)構(gòu)。前、中支承采用兩組背靠背組配的高速精密角接觸球軸承，以提高承載能力，軸承的預(yù)緊力在軸承廠已成對(duì)配磨好，屬通用組配型。后支承采用兩個(gè)輕系列深溝球軸承，軸承外圈浮動(dòng)，保留游隙，防止軸向干涉。由于三個(gè)軸承孔的同軸度很難保證，所以后軸承與箱體孔的配合較松，前、中軸承用長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。 4組合機(jī)床傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1傳動(dòng)方案擬訂 鏜削頭的傳動(dòng)方式通常有兩種：帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。 A.帶傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)： a.緩沖和吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。 b.傳動(dòng)靠摩擦力傳動(dòng)，過(guò)載時(shí)與輪接觸發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件。 c.適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。 d.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)等均較為方便，成本低廉。 B.帶傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)： a.不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。 b.需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力。 c.整個(gè)傳動(dòng)裝置的外部尺寸較大，不夠緊湊。 d.帶的壽命較短，傳動(dòng)效率低。 C.帶傳動(dòng)適用的場(chǎng)合： a.速度較高的場(chǎng)合，多用于原動(dòng)機(jī)輸出的第一級(jí)傳動(dòng)。帶的工作速度一般 為5-30m/s，高速帶可達(dá)60m/s。 b.中、小功率傳動(dòng)，通常不超過(guò)50Kw c.傳動(dòng)比不超過(guò)7，最大到10。 d.傳動(dòng)比不要十分準(zhǔn)確。 D.齒輪傳動(dòng)的一些特點(diǎn)： a.制造和安裝精度較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。 b.瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，沖擊、振動(dòng)和噪聲小，能保證較好的傳動(dòng)平穩(wěn)性和較高的運(yùn)動(dòng)精度。 c.在尺寸小、質(zhì)量輕的前提下，齒輪的強(qiáng)度高，耐磨性好，承載能力大，能達(dá)到預(yù)期的工作壽命。 鑒于以上情況，在設(shè)計(jì)中選用帶傳動(dòng)的方式。并且鏜削頭的傳動(dòng)屬于原動(dòng)機(jī)的第一級(jí)傳動(dòng)，而且?guī)鲃?dòng)可防止過(guò)載時(shí)零件的損壞。齒輪傳動(dòng)的要求相對(duì)比較的高，綜合比較采用帶傳動(dòng)裝置。 4.2同步帶類型的確定 同步齒型帶是近年來(lái)發(fā)展較快的一種傳動(dòng)技術(shù)。帶的工作表面制成齒形與有齒的帶輪作嚙合傳動(dòng)。所以它兼有帶、鏈和齒輪傳動(dòng)三者的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用范圍也比較廣泛。同步齒型帶按帶體材料可分為氯丁橡膠帶和聚氨酯橡膠帶兩種。前者強(qiáng)度高，抗疲勞性好，適用范圍廣；后者用于輕載傳動(dòng)，與三角帶類似，所以我們?cè)谶@里選用同步齒型帶的材料為氯丁橡膠。同步齒型帶的齒型通?？煞譃樘菪魏蛨A弧齒兩種，后者的齒形曲線較為合理，能傳遞更大的功率，所以我們?cè)谶@里選用同步齒型帶的齒型為圓弧齒。帶輪上輪齒的加工應(yīng)采用專門的滾刀進(jìn)行滾切加工，材料常用合金鋁、鋼、鑄鐵和工程塑料等。同步齒型帶由于采用嚙合傳動(dòng)，所以承載能力大、傳動(dòng)效率高、不打滑、傳動(dòng)比準(zhǔn)確，適用的載荷及速度范圍比普通帶傳動(dòng)廣、結(jié)構(gòu)緊湊；其缺點(diǎn)是對(duì)制造和安裝的要求高，中心距要求也比較嚴(yán)格。 4.2.1同步帶主要參數(shù)設(shè)定 圓弧齒同步帶主要參數(shù)，根據(jù)參考資料[1]表12-1-50設(shè)定。 表4-1同步帶主要參數(shù) 齒型 型號(hào) 節(jié)距 /mm 基準(zhǔn)帶寬所傳遞功率范圍 /Kw 基準(zhǔn)帶寬 /mm 說(shuō)明 圓弧齒 3M 3 0.001-0.9 6 5M 5 0.004-2.6 9 8M 8 0.02-14.8 20 14M 14 0.18-42 40 20M 20 2-267 115 4.2.2同步帶、帶輪的設(shè)計(jì) A.同步帶的設(shè)計(jì) a.圓弧齒同步帶圖，參照[1] 同步帶部分。 圖4-1圓弧齒同步帶 b.圓弧齒帶的齒型與齒寬 ，參考[1]表12-1-51。 表4-1圓弧齒帶的齒型與齒寬 圓弧齒 型號(hào) 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓角半徑 帶高 帶寬 14 9.46 6.02 1.20-1.35 4.50 1.00 85 c.圓弧齒帶的節(jié)線長(zhǎng)度 長(zhǎng)度代號(hào) 1196 節(jié)線長(zhǎng) 齒數(shù) B.帶輪的設(shè)計(jì) a.圓弧齒的齒行尺寸及偏差 ，參考[1]表12-1-59。 表4-2齒行尺寸及偏差 圓弧齒 槽型 節(jié)距 齒槽深 齒槽圓弧半徑 齒頂圓角半徑 齒槽寬 兩倍節(jié)頂距 齒形角 14 14 6.20 4.65 1.36-1.50 9.80 2.794 b.圓弧齒帶輪直徑，參考[1]表12-1-61。 表4-3帶輪直徑 類型 齒數(shù) 節(jié)徑 外徑 小帶輪 28 124.78 126.57 大帶輪 56 249.55 246.76 c.圓弧齒帶輪寬度，參考[1]表12-1-62。 表4-4帶輪寬度 齒型 槽型 輪寬代號(hào) 圓弧齒 100 104 112 C.帶輪擋圈設(shè)計(jì) a.帶輪擋圈尺寸，參考[1]表12-1-63。 表4-5擋圈參數(shù) 槽型 擋圈最小高度 7.0-7.5 2.5 擋圈厚度t 2.5-3.0 擋圈彎曲處直徑 擋圈外徑 b.擋圈的設(shè)置 一般推薦小帶輪兩側(cè)均設(shè)擋圈，大帶輪兩側(cè)不設(shè)，如圖4-2a所示。 也可在大、小帶輪的不同側(cè)各裝單側(cè)擋圈，如圖4-2b 所示。 當(dāng)時(shí)，大、小帶輪兩側(cè)均設(shè)擋圈，如圖4-2c所示。 a b c 圖4-2擋圈的設(shè)置 在這里我們選用第三種情況，在大、小帶輪兩側(cè)均設(shè)擋圈。 D.帶輪圖 本設(shè)計(jì)采用圓弧齒帶輪，電機(jī)端與帶輪b連接，主軸端與帶輪a連接。 a b 圖4-3帶輪圖 4.2.3同步帶設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件：（1）傳動(dòng)功率；（2）小帶輪、大帶輪轉(zhuǎn)速；（3）傳動(dòng)用途、載荷性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)種類以及工作制度。 設(shè)計(jì)功率 （4-1） 公式中：—工況系數(shù)，見(jiàn)參考資料[1]表12-1-67 =0.1 —傳動(dòng)功率 帶型： 節(jié)距或模數(shù)由[1]圖12-1-9選取，為使傳動(dòng)平穩(wěn)，提高帶的柔性以及增加嚙合齒數(shù)，節(jié)距應(yīng)盡可能選取較小值。 帶型 小帶輪齒數(shù) 見(jiàn)[1]表12-1-68 。帶速V和安裝尺寸允許時(shí)，盡可能選用較大，。 小帶輪節(jié)圓直徑d1，見(jiàn)[1]表12-1-60。 見(jiàn)[1]表12-1-61 帶速，若過(guò)大，則應(yīng)減少或選用較小的。 （4-2） 傳動(dòng)比 = （4-3） —小帶輪轉(zhuǎn)速 —大帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪齒數(shù) （4-4） 大帶輪節(jié)圓直徑，見(jiàn)[1]表12-1-61 （4-5） 初定中心距，可根據(jù)結(jié)構(gòu)要求定。 （4-6） 選取 初定帶的節(jié)線長(zhǎng)度，按[1]表12-1-57選取接近的值極其齒數(shù)。 （4-7） 節(jié)線長(zhǎng)度 齒數(shù) 實(shí)際中心距 中心距可調(diào)整 （4-8） 小帶輪嚙合齒數(shù) 一般情況下 ，若時(shí)，可增大或不變時(shí)，采用較小的（或）。 基準(zhǔn)額定功率，見(jiàn)[1]表12-1-74。 帶寬 （4-9） 見(jiàn)參考資料[1]表12-1-77得： 一般情況下 按[1]表12-1-51選定 作用在軸上的力 （4-10） —矢量相加修正系數(shù)，見(jiàn)[1]圖12-1-12 此力對(duì)軸的影響很小。 5設(shè)計(jì)小結(jié) 本機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，能夠滿足加工要求，且大部分采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本低，設(shè)備維修方便。 本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)該組合機(jī)床主軸箱部分的設(shè)計(jì)。主軸箱是本機(jī)床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的傳動(dòng)部分。在本設(shè)計(jì)過(guò)程為 ：首先，在完成組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)并繪制出“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，繪制出主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖，再以通用主軸箱的聯(lián)系尺寸作為參考，繪制出主軸箱的初始圖樣；其次，參照一定的標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合本設(shè)計(jì)中的具體情況來(lái)確定主軸的結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)被加工孔的位置，擬定本組合機(jī)床主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響到主軸箱的質(zhì)量，因此，應(yīng)十分重視這一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)；接著，計(jì)算并校核主軸的強(qiáng)度，其中包括對(duì)主軸配套軸承的校核，并設(shè)計(jì)計(jì)算同步帶傳動(dòng)裝置；最后，繪制出合理的主軸箱總圖和同步帶總圖以及與它們相應(yīng)的一些零件圖。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本機(jī)械傳動(dòng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. [2] 徐錦康主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2004. [3] 王旭，王積森主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. [4] 王大康，盧頌峰主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社， 2000. [5] 談嘉禎主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001. [6]謝家瀛主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [7] 吉林工業(yè)大學(xué)，吉林工學(xué)院，東北工學(xué)院主編.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1980. [8] 沈世德主編.機(jī)械原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002. [9] 王章忠主編.機(jī)械工程材料[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [10] 王伯平主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 附 錄 圖名 圖號(hào) 圖幅 張數(shù) 1 半精加工零件工序圖 QGGZT-C1-0001 A3 1 2 精加工零件工序圖 QGGZT-C2-0001 A3 1 3 半精加工零件示意圖 QGGZT-C1-0002 A3 1 4 精加工零件示意圖 QGGZT-C2-0002 A3 1 5 精密鏜削頭 YG-02-7000 A0 1 6 主軸 YG-02-C1-7001 A2 1 7 主軸 YG-02-C2-7001 A2 1 8 蓋 YG-02-7004 A4 1 9 墊 YG-02-7005 A4 1 10 箱體 YG-02-7006 A1 1 11 法蘭盤 YG-02-7010 A4 1 12 隔墊 YG-02-7011 A4 1 13 隔墊 YG-02-7013 A4 1 14 隔套 YG-02-7014 A4 1 15 隔套 YG-02-7015 A3 1 16 法蘭盤 YG-02-7017 A4 1 17 隔離環(huán) YG-02-7018 A4 1 18 法蘭盤 YG-02-7019 A3 1 19 皮帶傳動(dòng)裝置 YG-02-7200 A0 1 20 電機(jī)軸 YG-02-7205 A3 1 21 箱體 YG-02-7209 A2 1 22 花鍵套 YG-02-7215 A2 1 23 圓弧齒同步帶輪組件Ⅰ JB/T2512.2-1994-1 A3 1 24 圓弧齒同步帶輪組件Ⅱ JB/T2512.2-1994-2 A3 1 35