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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 : 多軸鉆床主軸箱的設(shè)計 ________________________ 英文題目： of 院： ________________________ 專 業(yè) ： ________________________ 姓 名 ： ________________________ 學(xué) 號： ________________________ 指導(dǎo)教師 ： ________________________ 2016年 1月 12日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。其他同志對本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計（論文）的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨既炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計（論文）。保密的畢業(yè)設(shè)計（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 I 摘要 本設(shè)計介紹了 多軸鉆床主軸箱的設(shè)計， 設(shè)計中首先要了解工件的加工工藝路線及工序的計算，確定 鉆孔 主軸的直徑，初步選 用電機(jī)型號及機(jī)床各部分部件。 在多軸箱設(shè)計中，首先需要確定傳動系統(tǒng)，然后計算主軸坐標(biāo)，傳動部件的校核及最后多軸鉆床主軸箱總圖、原始依據(jù)圖等等相關(guān)圖紙的繪制。 本 次設(shè)計有效地將多工位鉆孔工藝有機(jī)地 結(jié)合為一體， 這樣以來不但 降低了機(jī)器成本，而且節(jié)省了加工時間，提高了工作生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞： 多軸鉆床主軸箱，主軸，總圖繪制，生產(chǎn)效率 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 he on ox is to in of to of of In to of be of as of of 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 錄 摘要 ...................................................................... I ............................................................... 緒論 .................................................................... 1 課題研究的背景及意義 ............................................ 1 課題國內(nèi)外研究概況 .............................................. 2 究的主要內(nèi)容 .................................................... 4 2 組合機(jī)床總體設(shè)計 ........................................................ 6 合機(jī)床工藝方案擬定 .............................................. 8 工工序圖 ....................................................... 10 工示意圖 ....................................................... 12 具的分析 ................................................... 13 孔靠模裝置選擇 ............................................. 14 擇接桿、浮動卡頭 ........................................... 15 力部件工作循環(huán)及行程的確定 ................................. 17 床聯(lián)系尺寸圖 ................................................... 18 床生產(chǎn)率計算卡 ................................................. 19 3 多軸 鉆床主軸箱 的設(shè)計 ............................................... 20 軸箱的組成及表示方法 ........................................... 21 軸箱通用零件 ................................................... 21 制多軸箱原始依據(jù)圖 ............................................. 22 軸齒輪確定、動力計算 ........................................... 23 軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計 ............................................... 25 軸箱坐標(biāo)檢查圖 ................................................. 25 結(jié)論 ..................................................................... 26 致謝 ..................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ................................................................. 28 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 課題研究的背景及意義 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著它在自動化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā)展，組合機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個重要方向，在現(xiàn)代工業(yè)運用中，大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計和制造都是用機(jī)床大批 量完成的 。現(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，降低了組合機(jī)床的實現(xiàn)成本，軟件支持機(jī)制也使得實現(xiàn)變得更為簡單，因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實意義。 因此，本課題基于使設(shè)計出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好提出的要求，著重選擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理地選擇組合機(jī)床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用量，以及設(shè)計高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計主要內(nèi)容。具體的工作就是要制定工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定，進(jìn)行組合機(jī)床總體設(shè)計，組合 機(jī)床的部件設(shè)計和施工設(shè)計，使其具有工程意義，實現(xiàn)其在實際應(yīng)用中的價值。 課題國內(nèi)外研究概況 近 20 年來，組合機(jī)床自動線技術(shù)取得長足進(jìn)步，自動線在加工精度、生產(chǎn)效率、利用率、柔性化和綜合自動化等方面的巨大進(jìn)步，標(biāo)志著組合機(jī)床自動線技術(shù)發(fā)展達(dá)到了高水平。自動線的技術(shù)發(fā)展，刀具、控制和其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，特別是 著市場需求的變化，柔性將愈來愈成為抉擇設(shè)備的重要因素。因此，組合機(jī)床自動線將面臨由高速加工中心組成的 組合機(jī)床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合機(jī)床最大的用戶。如德國大眾汽車廠在 發(fā)動機(jī)工廠，在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床。因此，組合機(jī)床的技術(shù)性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 2 究的主要內(nèi)容 本次設(shè)計主要針對多軸鉆床主軸箱進(jìn)行設(shè)計，從多軸鉆床主軸箱的整理方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面： 1) 分析多軸鉆床主軸箱及其技術(shù)條件，收集設(shè)計資料； 2) 完成開題報告； 3) 主軸箱總體方案的確定； 4) 繪制主軸箱原始依據(jù)圖，坐標(biāo)檢查圖以及主軸箱裝配圖等； 5）完成畢業(yè)設(shè)計論文。 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計 合機(jī)床工藝方案的擬定 工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計的關(guān)鍵一步。因為工藝方案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)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結(jié)合組合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 工工序圖 被加工零件工序圖具有直觀的作用，此外，它還具有一些特定的要求。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(jī)床上或一條自動線上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床上加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)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(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)。也是制造使用時調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖應(yīng)包括下列內(nèi)容： 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計中占有重要地位。它是設(shè)計刀具、夾具、主軸箱以及選擇動力部件的主要資料，同時也是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。 具的選擇 刀具的類型的選擇決定于所鉆內(nèi)孔的性質(zhì)、所鉆內(nèi)孔在工件上的位置、工件 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 3 的構(gòu)造與尺寸及生產(chǎn)的批量，一般根據(jù)相關(guān)工件的材料來進(jìn)行鉆頭的選取，通常選用細(xì)柄機(jī)用鉆刀 孔靠 模裝置選擇 在組合機(jī)床上鉆內(nèi)孔多采用鉆孔靠模裝置。其原理仍然是“自引法”鉆孔。這種鉆孔裝置的進(jìn)給運動，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的靠模裝置有： 本設(shè)計中采用了通用的 這種靠模裝置有鉆孔靠模和鉆孔卡頭配合組成，并由鉆孔裝置配置成鉆孔組合機(jī)床。 擇接桿、浮動卡頭 加工內(nèi)孔時，常采用鉆孔靠模裝置和鉆孔卡頭及相配套的鉆孔接桿，鉆刀用相應(yīng)的彈簧夾頭裝在鉆孔接桿上。選用用于夾持 用鉆孔卡頭及鉆孔接桿。 力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回到原位的動作過程。 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 4 床聯(lián)系尺寸圖 床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容 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專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機(jī)床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互關(guān)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 制機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 之前應(yīng)確定的內(nèi)容 擇動力部件 動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動組合機(jī)床，液壓滑臺實現(xiàn)工作進(jìn)給運動，選用配套的動力箱驅(qū)動多軸箱鉆孔主軸。 動力箱規(guī)格與滑臺要匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的切屑功率來選用。確定鉆孔電機(jī)功率，應(yīng)考慮鉆刀鈍化的影響， ?切削主軸箱 式中：切削P—— 消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為 η —— 主軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取 工有色金 屬時取 軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值。 則： w 1 6 3 4 0 59 7 4 01 9 59 7 4 ?? ?????? ???切削P=機(jī)床左右多軸箱均采用 1動力箱（420r/動機(jī)選，功率為 3 1 4 4 7 32 0 ????? 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 5 8 8 6 8 3 92 3 1 4 4 7 366 ????總 床生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡。生產(chǎn)率計算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動作時間、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 收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 想生產(chǎn)率 Q 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。與全年工時 數(shù)有關(guān)，單班制取 2350h A=5000x(1+2%+2%)=520 件 Q=A/200/2350= /h 際生產(chǎn)率 實際生產(chǎn)率是指設(shè)計機(jī)床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 0/T 單 式中 T 單 —— 生產(chǎn)一個零件所需的時間（ , 可按下式計算： T 單 =t 切 +t 輔 =（ L1/L2/t 停 ） +[（ L 快進(jìn) +L 快退 ） /t 移 + t 裝 ] 刀具第一、第二工作進(jìn)給長度，單位為 刀具第一、第二工作進(jìn)給量，單位為 mm/t 停 —— 通常刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 5～ 10 轉(zhuǎn)所需的時間，單位為 6s. 動力部件快速行程速度。 本次采用的是液壓動力部件 , 為 5m/ t 移 —— 回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取 0.1 道工序可忽略。 t 裝 —— 工件裝、卸的時間（包括定位或撤消定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及調(diào)運工件等的時間）通常 把數(shù)值帶入（ 2： 得到： T 單 =23/3/++ 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 6 所以 0/T 單 =60/ /小時 則 Q 所以滿足生產(chǎn)率要求 3 多軸鉆孔主軸箱的設(shè)計 軸箱的組成及表示方法 多軸箱按結(jié)構(gòu)特點分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用同用的箱體和傳動件；后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用主軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需要刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導(dǎo)軌來保證加工孔的位置精度。通用主軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置精度。 本設(shè)計中所采用的就是通用主 軸箱。 軸箱的組成 多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組成。其基本結(jié)構(gòu)中，箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等為箱體類零件；主軸、傳動軸、傳動齒輪、動力箱和電動機(jī)齒輪等為傳動類零件；分油器、注油標(biāo)、排油塞、和防油套等為潤滑及防油元件。 在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排 324體后壁與后蓋之間可安排一排（后蓋用 90時）或兩排（后蓋用 125時）24 本多軸箱考慮到實際情況，在箱體體內(nèi)安排了三排 24的齒輪和一排32。 軸箱總圖繪制方法特點 [1]主視圖 用點劃線表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標(biāo)注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號及主軸和驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和方向。 [2]展開圖 每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號； 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 7 齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。 軸箱通用零件 多軸箱的通用零件的編號方法如下： 標(biāo)記方法詳見相應(yīng)的配套零件表。 用箱體類零件 多軸箱的通用箱體類零件配套表詳見《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》中表 7體材料為 、后、側(cè)蓋等材料為 軸箱體基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（ 定， 9 種名義尺寸用相應(yīng)滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸（ [9]中表 7擇；多軸箱后蓋與動力箱法蘭尺寸見 [9]中表 7結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位 銷孔及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)；通用多軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置詳見相關(guān)資料。 用主軸、通用傳動軸、通用齒輪和套 本設(shè)計中，通用主軸、通用傳動軸的傳動結(jié)構(gòu)，配套零件及聯(lián)系尺寸。 多軸箱 通用齒輪有：傳動齒輪、動力箱齒輪和電機(jī)齒輪三種（見 [9]表 4其結(jié)構(gòu)型式、尺寸參數(shù)及制造裝配要求詳見 [9]表。 多軸箱用套和防油套綜合表參閱 [9]表 7 7 制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計原始原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來的。其內(nèi)容及注意事項如下： 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 8 [1] 根據(jù)機(jī) 床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。 [2] 根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。 [3] 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時針轉(zhuǎn)向。 [4] 列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸。 [5] 標(biāo)明動力件型號及其性能參數(shù)。 軸、齒輪的確定及動力計算 主軸的型式和直徑，主要取決于加工工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。 鉆孔類主軸按支承型式分為兩種： [1]前后支承均為圓 錐滾子軸承主軸。 [2] 前后支承均為推力球軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。 軸型式的確定 本設(shè)計中根據(jù)加工工藝要求，采用了第一種前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。其裝配結(jié)構(gòu)、配套零件及聯(lián)系尺寸詳見 《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》中第七章第二節(jié)。 主軸材料采用了 40，熱處理 軸直徑的確定 根據(jù)被加工零件工序圖和加工示意圖中的要求，是采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆刀，對箱體上 2- 9100H? 孔進(jìn)行鉆孔。 根據(jù)公式： d= (3可算出本設(shè)計中鉆孔主軸的大致直徑 式中： d—— 主軸直徑（ T—— 轉(zhuǎn)矩（ N· m） 加工 1#灰鑄鐵時 T=由于本設(shè)計中 D=5P=以 查 [9]中表 3孔主軸直徑的確定，得螺紋 d=17 轉(zhuǎn)矩 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 9 T= [9]中表 4 主軸直徑 d=20 軸位置的確定 由于是 2 根主軸同時對 2 個 9100H? 內(nèi)孔進(jìn)行鉆孔加工，所以 2 根主軸的相對位置應(yīng)與 2個 9100H? 孔的相對位置保持一致。 輪模數(shù) 齒輪模數(shù) 多軸箱中的齒數(shù)模數(shù)常用 2、 3、 4幾種。為便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要大于兩種。 本設(shè)計齒 輪模數(shù)選 2 和 3。 軸箱所需動力的計算 多軸箱的動力計算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項。 動系統(tǒng)確定之后，多軸箱所需要的功率按下列公式計算 1 1 1n n ni i P P P P P? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?空 空多 箱 切 削 失 切 削 失 (3式中 切削功率，單位為 空—— 空轉(zhuǎn)功率，單位為 失—— 與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為 根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計算或查圖表獲得；每根主軸的空轉(zhuǎn)功率按 [9] 4定；每根主軸上的功率損失，一般取所傳遞功率的 1%。 軸切削功率 P = 9740/ =切 削 =3P=轉(zhuǎn)功率 由于主軸直 徑為 20據(jù) [9] 4 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 10 3 1 8 - 2 5 0= ( 0 . 0 3 0 0 . 0 1 8 ) 0 . 0 1 8 0 . 0 2 84 0 0 3 1 8P K W? ? ? ??空主軸轉(zhuǎn)速為 n=318r/據(jù)插值法： (3率損失 每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1% ( 1 10 . 9 8 2 1 0 . 1 6 8 0 . 0 1 1 5 1 . 1 6 1 6n n ni i P P P P P K W? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?多 箱 切 削 空 失 切 削 空 失(3軸箱所需進(jìn)給力 計算 =多 箱(3式中 — 各主軸所需的軸向切削力，單位為 N F= (3F=軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計 多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 多軸箱傳動系 統(tǒng)的一般要求 在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。因此，應(yīng)盡量用用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可采用變位齒輪或略微改動傳動比的方法解決。 訂多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法 擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能的分布在幾個同心圓上，在各個同心圓的圓心上分貝設(shè)置中心傳動軸；非同心圓分布的一些主 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 11 軸，也宜設(shè)置中間傳動軸（如一根傳動軸帶兩根或三根主軸）；然后根據(jù)已選定的各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；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。 軸分布類型 多組同心圓分布。對這類主軸，可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動軸，由其上的一個或幾個（不同排數(shù)）齒輪來帶動各主軸。 采用一根傳動軸帶動 3根主軸的方案。 此方案傳動軸、齒輪數(shù)最少，用一根傳動軸帶動多根主軸。主軸齒輪規(guī)格相同。 動系統(tǒng)的設(shè)計計算 [1] 各齒輪參數(shù)的設(shè)計計算：齒輪齒數(shù)和傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式如下： u = 從主主從A = ? ?從主 2=主從從主 從 =(3從主主主從 =(3）（）（—從主從從 +== 12122 (3+== 12122）（—主從主從(3式中 u—— 嚙合齒輪副傳動比； — 嚙合齒輪副齒數(shù)和； 分別為主動和從動齒輪齒數(shù)； 分別為主動和從動齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/ 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 12 A—— 齒輪嚙合中心距，單位為 M—— 齒輪模數(shù)，單位為 已知：主軸轉(zhuǎn)速 n=785r/軸直徑 d=20軸齒輪模數(shù) m=2。 取驅(qū)動軸齒輪的模數(shù) m=3，齒數(shù) 3（數(shù)量 1個，設(shè)在第Ⅳ排）。 [2] 傳動軸 1即軸 4的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 1??? 1 2 3 13 7 1 u ??m=3 （數(shù)量 1個，設(shè)在第Ⅳ排） 轉(zhuǎn)速 237 8 5 4 8 8 / m i ? ?傳 動 軸 1[3] 傳動軸 2即軸 5的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 = 40233 ?? 2 2 3 14 0 1 9u ??m=3 （數(shù)量 1個，設(shè)在第Ⅳ排） 轉(zhuǎn)速 237 8 5 4 5 1 / m i ? ?傳 動 軸 2[4] 主軸 1、 2、 3 即軸 1、 3、 2的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 取傳動軸齒輪的模數(shù) m=2，齒數(shù) Z =24（數(shù)量 2個，分別設(shè)在第Ⅱ、Ⅲ排）。 2 6 0 2 4 3 62z ?? ? ?主 軸 1 、 2 、 324 136 ? m=2 轉(zhuǎn)速1232 3 2 47 8 5 3 2 5 / m i 3 6? ? ?主 軸主軸 1、 3即軸 1、 2（數(shù)量各 1個 ，設(shè)在第Ⅲ排）。 主軸 2即軸 3（數(shù)量 1個，設(shè)在第Ⅱ排）。 [5] 主軸 4、 5、 6 即軸 6、 8、 7的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 取傳動軸齒輪的模數(shù) m=2，齒數(shù) z =21（數(shù)量 2個，分別設(shè)在第Ⅱ、Ⅲ排）。 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 13 2 5 0 2 1 2 92z ?? ? ?主 軸 4 、 5 、 62 1 12 9 1 u ?? M=2 轉(zhuǎn)速4562 3 2 17 8 5 3 2 6 / m i 2 9? ? ?主 軸主軸 4、 6即軸 1、 2（數(shù)量各 1個，設(shè)在第Ⅱ排）。 主軸 5即軸 8（數(shù)量 1個，設(shè)在第Ⅲ排）。 滑油泵的安置 油泵軸的位置要盡可能靠近油池，離油面高度不大于 400~500 毫米；油泵軸的轉(zhuǎn)速，須根據(jù)工作條件而定，主軸數(shù)目多，油泵轉(zhuǎn)速應(yīng)選的高些。當(dāng)用 泵轉(zhuǎn)速可在 400~900轉(zhuǎn) /分范圍內(nèi)選擇。當(dāng)箱體寬度大于 800毫米，主軸數(shù)多于 30 根時，最好采用兩個油泵，以保證充分潤滑。 本主軸箱內(nèi)采用了一個 了便于維修，油泵齒輪布置在了第一排。油泵的安置要使其回轉(zhuǎn)方向保證進(jìn)油口到排油口轉(zhuǎn)過 270°。轉(zhuǎn)速為902r/ 柄軸的安置 多軸箱一 般設(shè)手柄軸，用于對刀、調(diào)整、或裝配檢修時檢查主軸精度。手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，其周圍應(yīng)有較大空間。 本設(shè)計手柄軸的轉(zhuǎn)速為 722r/ 算和校核 [1] 驗算各主軸轉(zhuǎn)速 1232 3 2 47 8 5 3 2 5 / m i 3 6? ? ?主 全滿足疲勞強(qiáng)度要求。因此所取齒輪模數(shù)滿足使用及性能要求。 [3] 軸的強(qiáng)度校核 從上述可知，各軸所能承受的扭矩： 軸 d=20'1 1 1 0 0 .M kg m m?通過計算各軸所承受載荷的情況： m a x 250M K g m m??<1100 由此可以得出，各軸實際承受的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸所能承受的扭矩最大值。因 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 15 此其強(qiáng)度完全滿足要求 。 多軸箱總裝配圖如下圖所示 軸箱坐標(biāo)計算檢查圖 坐標(biāo)計算是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置以及傳動關(guān)系，精確計算各中間傳動軸的坐標(biāo)。其目的是為多軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否合理。多軸箱坐標(biāo)計算步驟、要求如下： 擇加 工基準(zhǔn)坐標(biāo)系 算主軸、驅(qū)動軸坐標(biāo) 工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇 為便于加工多軸箱體，設(shè)計時必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 16 在本設(shè)計中，由于多軸箱是直接安裝在動力箱上，因此，加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇按照第一種方法，坐標(biāo)原點選在定位銷孔上。 算主軸以及驅(qū)動軸的坐標(biāo) 根據(jù)多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖，按照選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系 算或者標(biāo)出各個主軸以及驅(qū)動軸的坐標(biāo)（計算精度要求精確到小數(shù)點后面三位數(shù)）。如果零件上孔距尺寸帶有單向或者雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時，應(yīng)該把 公差考慮進(jìn)去，使孔距的名義坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。六軸鉆孔多軸箱各主軸、驅(qū)動軸坐標(biāo)值見下表： 坐標(biāo) 銷 O 驅(qū)動軸 0 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 主軸 5 主軸 6 X 計算傳動軸的坐標(biāo) 一軸定距的傳動軸坐標(biāo)計算 軸 9坐標(biāo)計算 已知軸 5的坐標(biāo)（ 軸 9的坐標(biāo)（ 軸 5與軸 9之間的齒輪傳動參數(shù)（5Z=40,9Z=25,m=3）。 在圖中量得 X==據(jù)嚙合中心距5m(5Z+9Z)/2=實測結(jié)果相符 ),計算可得 x= 22= 229 7 7 0? =0 y= 22= ? =x=5y=5 10坐標(biāo)計算 已知軸 3 的坐標(biāo)（ 軸 10 的坐標(biāo)（ 軸 3 與軸 10 之間的齒輪傳動參數(shù)（3Z=50, 10Z=24,m=2）。 在圖中量得 X==院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 17 根據(jù)嚙合中心距3m(3Z+10Z)/2=74(與實測結(jié)果相符 ),計算可得 x= 22= 227 4 6 7 0? =y= 22= 227 4 2 9 0? =0x=30y=3y+y=三軸定距的傳動軸坐標(biāo)計算 傳動軸 4坐標(biāo)計算 1 X??= Y??= X??= Y??= 2 2 21 1 1a b L??=3604 2 2 22 2 2a b L??=10816 221 2 2 12 1 1 22 ( )b L b b a b???=52 222 1 1 22 1 1 22 ( )a L a b a b???= X X x??=2=Y Y y??=2] 傳動軸 5坐標(biāo)計算 1 X??= Y??= X??= Y??= 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 18 2 2 21 1 1a b L??=2474 2 2 22 2 2a b L??=7396 221 2 2 12 1 1 22 ( )b L b b a b???=43 222 1 1 22 1 1 22 ( )a L a b a b???= X X x??=3=Y Y y??= 驗算中心距誤差 多軸箱體上的孔系是按照計算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能正常嚙合。因此，必須驗算根據(jù)坐標(biāo)計算確定的實際中心距 A，是否符合兩軸間齒輪嚙合要求的標(biāo)準(zhǔn)中心距 R， 的差值δ為δ = 驗算標(biāo)準(zhǔn)：中心距允差 [δ ]≤（ 動軸與一軸定距驗算 軸 10與軸 3 的中心距誤差 δ =22R x y??= 229 7 9 7 =02] 軸 9與軸 5的中心距誤差 δ =22R x y??= 227 4 2 9 . 6 5 0 6 3 2 3 7 6 7 . 8 0 4 6 4 8 8 1??=足齒輪嚙合要求 。 動軸與三軸定距驗算 傳動軸與三軸定距驗公式δ = 22R X Y?? [1] 傳動軸 4與軸 1、 2、 3的中心距誤差 δ = 22R X Y?? 傳動軸 4與軸 1、 2、 3之間的標(biāo)準(zhǔn)中心距分別為41R?、42R?、43R?41R?=42R?=43R?=60動軸 4與軸 1、 2、 3之間的實際中心距分別為41A?、42A?、43A? 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 19 41A?= 224 1 4 1( ) ( )X X Y Y? ? ?= 22( 0 3 . 0 0 0 5 1 . 0 0 0 ) ( 1 4 9 . 4 3 3 3 3 3 3 1 7 9 . 5 0 0 )? ? ? =2A?= 224 2 4 2( ) ( )X X Y Y? ? ?= 22( 1 0 3 . 0 0 0 1 5 5 . 0 0 0 ) ( 1 4 9 . 4 3 3 3 3 3 3 1 7 9 . 5 0 0 )? ? ? =3A?= 224 3 4 3( ) ( )X X Y Y? ? ?= 22( 1 0 3 . 0 0 0 1 0 3 . 0 0 0 ) ( 1 4 9 . 4 3 3 3 3 3 3 2 0 9 . 5 0 0 )? ? ? =心距誤差分別為 δ 4 1 4 1?= 4 2 4 2?= 4 3 4 3?= 4 4 4于 此軸 4與軸 1、軸 4與軸 2、軸 4與軸 3之間的齒輪需要采用變位齒輪，變位量為Δ41A?=42A?=43A?= 其中多軸鉆床主軸箱檢查尺寸坐標(biāo)圖如下圖所示： 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 20 多軸鉆床主軸箱檢查尺寸坐標(biāo)圖 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 21 結(jié) 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的 經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度，本文所設(shè)計的是 多軸鉆床主軸箱的設(shè)計 ，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 22 致 謝 至此在論文完成之際，向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導(dǎo) 師這幾年來對我的諄諄教導(dǎo)，感謝我敬愛的老師，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)同時，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，查找了各類多軸鉆床主軸箱的設(shè)計資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不 是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識，在此對所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)老師。 院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 23 參考文獻(xiàn) [1] 林述溫、范楊波主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2] 大連組合機(jī)床研究所編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 3] 大連組合機(jī)床研究所 2篇 械工業(yè)出版社 4] 朱龍根編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 5] 大連組合機(jī)床研究所編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 6] 東北重型機(jī)械學(xué)院等編 上海：上?？萍汲霭嫔?7] 徐英南 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 8] 沈陽工業(yè)大學(xué)等編 上海：上?？萍汲霭嫔?9] 謝家贏主編 北 京：機(jī)械工業(yè)出版社 10] 趙如福主編 上海：上?？萍汲霭嫔?11] 金振華主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 12] in 13] . of . 14] V.