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黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁1. 緒 論1.1 課題背景及目的組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的一種高效專用機床，是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。通用部件按其功能通常分為五大類。1）動力部件。動力部件是用于傳遞動力，實現(xiàn)工作運動的通用部件。2）支撐部件。支撐部件是用于安裝動力部件、輸送部件等的通用部件。3）輸送部件。輸送部件是具有定位和加緊裝置、用于安裝工件并運送到預(yù)定工位并運送到預(yù)定工位的通用部件。4）輔助部件。輔助部件包括定位、加緊、潤滑、冷卻、排屑以及自動線的清洗機等各種輔助裝置。主軸箱是組合機床的重要組成部分。包括通用主軸箱和專用主軸箱，本設(shè)計的是通用主軸箱，包括主軸，傳動軸，動力部件以及其他輔助裝置。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁圖 1.1組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件（如飛輪、汽車后橋半軸等）的外圓和端面加工。組合機床具有如下的特點：(1)主要用于棱體其零件和雜件的孔面加工。(2)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。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁(3)加工精度穩(wěn)定。因為工序固定，可選用成孰的通用部件、精密夾具和自動工作循環(huán)來保證加工精度的一至性。(4)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(biāo)準(zhǔn)化程度高，通用零部件占 70％～90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進行預(yù)制或外購。(5)自動化程度高，勞動強度低。(6)配置靈活。因結(jié)構(gòu)是橫塊化、組合化?？砂垂ぜ蚬ば蛞螅么罅客ㄓ貌考蜕倭繉Ｓ貌考`活組成各種類型的組合機床及自動線；機床易于改裝：產(chǎn)品或工藝變化時，通用部件一般還可以重復(fù)利用。1.2 國內(nèi)外研究狀況專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。最早的組合機床是 1911 年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，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)商，確定了組合機床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。二十世紀(jì) 70 年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達 0.05 毫米／1000 毫米，表面粗糙度可低達 2.5～0.63 微米；鏜孔精度可達 IT7～6 級，孔距精度可達 0.03～0.02 微米。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式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等?？刂撇考怯靡钥刂茩C床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。為了使組合機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組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。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(jié)構(gòu)、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。1.3 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。其中孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正在擴大到車外圓、行星銑削、拉削等工序。此外還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢索、清洗等非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中以獲得廣泛的應(yīng)用；在一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座等。我國組合機床技術(shù)的發(fā)展起步比較晚，但通過不斷引進大量先進的技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過科技人員的積極消化和吸收，與時俱進，努力奮斗，使我國的組合機床技術(shù)有了迅速發(fā)展。本次畢業(yè)設(shè)計題目為立臥式雙面 21 軸組合鉆床上主軸箱設(shè)計，主要有以下幾部分組成：緒論、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、多軸箱設(shè)計。另外論文還包括總體結(jié)構(gòu)圖和主要零件的結(jié)構(gòu)圖。本次設(shè)計研究的主要是立臥式雙面 23 軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計，本次設(shè)計重點放在多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，同時介紹齒輪位置的設(shè)計和齒輪軸以及其它部件的選用。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁2. 加工工藝分析加工對象：前端面鉆孔材料牌號：HT250材料硬度：HB190-240加工內(nèi)容：在前端面上鉆孔 17 個和絞一個孔生產(chǎn)批量：5000 萬臺/年工藝方案的擬定是組合機床設(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)合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析后擬定出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。本工序中以底面及左側(cè)面兩個工藝定位銷孔作為基準(zhǔn)，同時加工：(1)在前后斷面上鉆 17 個孔（圖 2.1） ，擴￠51.6 mm 深 31.6mm。1.0?黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁圖 2.1本工序中滿足工藝方案基本原則：粗精加工分開原則；工序集中原則（適當(dāng)考慮相同類型工序的集中；有相對位置精度要求的工序應(yīng)集中加工） 。滿足在制定加工一個工件的幾臺成套機床或流水線的工藝方案時，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁3.多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達方法多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(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)計的傳遞各主軸的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。多軸箱一般具有多根軸同時對一列孔系進行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。多軸箱按結(jié)構(gòu)特點分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者機構(gòu)特殊，往往需要加強主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱” ，即采用不需刀具導(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。通用多軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具的設(shè)計方法基本相同。處于本設(shè)計的考慮，下面僅介紹大型通用多軸箱的設(shè)計。3.1 多軸箱的組成大型通用多軸箱由箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成，其基本結(jié)構(gòu)包括：箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等箱體類零件；主軸、傳動軸、手柄軸、傳動齒輪、動力箱或電動機齒輪 13 等傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標(biāo)、排油塞、油盤（立式多軸箱不用）和防油套等潤滑及防油元件。在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排 32mm 寬的齒輪或三排 24mm 寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排或兩排 24mm 寬的齒輪。3.2 多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)注個軸軸號及主軸和驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)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，黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁對于結(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；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)。3.3 多軸箱通用零件多軸箱通用零件包括：通用箱體類零件、通用主軸、通用傳動軸、通用齒輪和套。為節(jié)約時間，把握設(shè)計重點，其詳細不在此列說。4.多軸箱的設(shè)計目前多軸設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機輔助設(shè)計法兩種。計算機設(shè)計多軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過人機交互方式，可迅速、準(zhǔn)確的設(shè)計傳動系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、零件圖和箱體補充加工圖，打印出軸孔坐標(biāo)及組件明細表。一般設(shè)計發(fā)的順序是：繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸及齒輪黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁擬定傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標(biāo)（也可用計算機計算和驗算箱體軸孔的坐標(biāo)尺寸） 、繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細表。具體內(nèi)容和方法簡述如下。4.1 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”繪制的。其主要內(nèi)容及注意事項如下：(1)根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，繪制對軸箱外形圖，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。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸和被加工零件在機床上是面對面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反。其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標(biāo)值。(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（面對主軸看）可不標(biāo)，只注順時針轉(zhuǎn)向。(4)標(biāo)明動力部件型號及其性能參數(shù)等。圖 4.1，4.2 所示為立臥式雙面 21 軸組合鉆床上主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁圖 4.1 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁圖 4.2 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖注：1. 被加工零件編號及名稱：YTR3105.020101 氣缸體。材料及硬度：HT250，190～240HBS。2. 主軸外尺寸及切削用量（表 4.1） 。3. 動力部件 1TD32Ⅰ，電動機功率 4.4KW，電動機轉(zhuǎn)速 500r/min。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁表 4.1 主軸外尺寸及切削用量主軸外伸尺寸（ mm）切削用量軸號D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/min)15 50/25 106荒闊凸輪軸孔￠51.6 3.0?155 25.13 601,18 32/20 77鉆 2-￠13.9 深45.5(通孔) 375 16.38 609 32/20 77鉆￠8.5深 18.5,倒角￠11×90°460 12.28 60鉆￠8.5 深20.5，深孔￠11×90°460 12.28 60鉆￠8 深 17.5 520 13.07 6016732/20 77鉆￠16 深 33 340 17.09 60鉆 6-￠8.5 倒角￠11×90°460 12.28 6019、1214、8、10、17、1332/20 77鉆￠8.5 深 13 460 12.28 60鉆 3-￠6.7 深24.5 倒角￠9×90°469 9.8 603、5、61132/20 77鉆￠8.5 深 23.5 460 12.28 60黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁倒角￠11×90°4.2 主軸、齒輪的確定及動力計算4.2.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定(1)主軸形式的確定 主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔時常采用滾珠軸承主軸；擴、鏜、鉸孔等工序常采用滾錐主軸；主軸間距較小時常選用滾針軸承主軸。根據(jù)零件上的軸與軸之間的距離和軸上的轉(zhuǎn)速以及進給，安排軸上的齒輪的大小，根據(jù)齒輪的大小，初步選定軸的軸徑。主軸 1——14 和 17 以及 18 軸選半徑為 10mm;主軸 15、16 選為 15mm。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計完后再檢驗?zāi)承╆P(guān)系軸頸。主軸上選用深溝球軸承外加推力球軸承，配合使用，用來承受軸向力。軸 15 和16 可以使用圓錐滾子軸承，他承載的能力大，可以承受軸向力。(2)齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù) m（單位為 mm）一般用類比法確定，也可按公式估算。本次設(shè)計多采用類比法。同時為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格一般不多余兩種?，F(xiàn)本設(shè)計中采用的模數(shù)為 2、3mm。4.2.2 多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給力兩項。傳動系統(tǒng)確定后，多軸箱所需功率 P 按下列公式計算：多 軸 箱P = P + P + P = P + P + P多 軸 箱 切 削 空 轉(zhuǎn) 損 失n1i??i切 削 n1i?i空 轉(zhuǎn) n1i??i損 失式中 P ——切削功率，單位 KW；切 削P ——空轉(zhuǎn)功率，單位 KW；空 轉(zhuǎn)黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁P ——與負荷成正比的功率損失，單位 KW。損 失每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計算或查表獲得；每個軸上的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表 4－6 確定；每個軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1%。(1)切削功率的計算 主軸 15 加工的工序內(nèi)容和切削用量。主軸 15 的切削轉(zhuǎn)矩 T =31.6D f HB 。175.08.6.0進給量 f ＝60mm/min＝(60÷155)mm/r = 0.387mm/min1布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax31切削轉(zhuǎn)矩 T =31.6D f HB175.08.6.0＝31.6×11.7 ×0.156 ×223.33. 8.06.0＝31.6×6.326×0.229×25.667=1175.11N.mm主軸 15 的切削功率 P ＝ ＝ ＝0.018KW1DTvπ97406.514.3217?主軸 1～18 加工的工序內(nèi)容和切削用量一樣，主軸 1～18 的切削功率一樣。主軸1～18 的切削轉(zhuǎn)矩 T =10D f HB 。29.1806.進給量 f ＝60mm/min＝60÷375mm/r = 0.16mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax31切削轉(zhuǎn)矩 T ＝10D f HB29.1806.＝10×13.9 ×0.16 ×223.33.8.06.0＝10×148.5×0.231×25.67＝8799.3037N·mm主軸 1～18 的切削功率 P ＝ ＝ ＝0.33KW2DTvπ97409.134.860789?主軸 9 的切削轉(zhuǎn)矩 T =10D f HB 。3.186.進給量 f ＝60mm/min ＝(60÷460)mm/r = 0.13mm/min3布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax31黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁切削轉(zhuǎn)矩 T ＝10D f HB39.1806.＝10×18.5 ×0.13 ×223.33.8.06.0＝10×255.6385×0.13×25.67＝8530.9128N·mm主軸 10 的切削功率 P ＝ ＝ ＝0.37KW3DTvπ974025.184.397025?主軸 16 的切削轉(zhuǎn)矩 T4=10D f HB.186.進給量 f4＝60mm/min＝(60÷460)mm/r = 0.13mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax3切削轉(zhuǎn)矩 T4＝10D f HB9.1806.＝10×20.5 ×0.13 ×223.33.8.06.0＝10×310.6936×0.13×25.67＝10368.1568N·mm主軸 16 的切削功率 P4＝ ＝ ＝0.49KWDTvπ9705.814397026.?主軸的切削轉(zhuǎn)矩 T5=10D f HB.186.進給量 f5＝60mm/min＝(60÷520)mm/r = 0.031mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax3切削轉(zhuǎn)矩 T5＝10D f HB9.1806.＝10×8 ×0.031 ×223.33.8.06.0＝10×51.984×0.0617×25.67＝823.345N·mm主軸 16 的切削功率 P5＝ ＝ ＝0.044KWDTvπ9740814.307825?主軸 2 的切削轉(zhuǎn)矩 T6=10D f HB.186.進給量 f6＝60mm/min＝(60÷340)mm/r = 0.176mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax31切削轉(zhuǎn)矩 T6＝10D f HB9.1806.黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁＝10×16 ×0.176 ×223.339.18.06.0＝10×194.0117×0.249×25.67＝12406.92N·mm主軸 16 的切削功率 P6＝ ＝ ＝0.433KWDTvπ9740164.309721?主軸 11、10、8、17、12、14 的切削轉(zhuǎn)矩 T7=10D f HB9.806.進給量 f7＝60mm/min＝(60÷460)mm/r = 0.13mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max31maxax31切削轉(zhuǎn)矩 T7＝10D f HB9.806.＝10×8.5 ×0.13 ×223.33.18.06.0＝10×58.33×0.196×25.67＝2927.34N·mm主軸 16 的切削功率 P7＝6× ＝6× ＝0.83KWDTvπ9405.81439702.?主軸 13 的切削轉(zhuǎn)矩 T8=10D f HB.186.進給量 f8＝60mm/min＝(60÷460)mm/r = 0.13mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax3切削轉(zhuǎn)矩 T8＝10D f HB9.1806.＝10×8.5 ×0.13 ×223.33.8.06.0＝10×58.33×0.196×25.67＝2927.34N·mm主軸 16 的切削功率 P8＝ ＝ ＝0.14KWDTvπ97405.8143297.?主軸 3、5、6 的切削轉(zhuǎn)矩 T9=10D f HB.1806.進給量 f9＝60mm/min＝(60÷469)mm/r = 0.13mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax3切削轉(zhuǎn)矩 T9＝10D f HB9.1806.＝10×6.7 ×0.13 ×223.33.8.06.0黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁＝10×37.114×0.196×25.67＝1867.342N·mm主軸 16 的切削功率 P9＝3× ＝3× ＝0.27KWDTvπ7407.61439708.2?主軸 4 的切削轉(zhuǎn)矩 T10=10D f HB.186.進給量 f10＝60mm/min＝(60÷460)mm/r = 0.13mm/min布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax3切削轉(zhuǎn)矩 T10＝10D f HB9.1806.＝10×8.5 ×0.13 ×223.33.8.06.0＝10×58.33×0.196×25.67＝2934.77N·mm主軸 16 的切削功率 P10＝ ＝ ＝0.14KWDTvπ97405.814327.9?切削功率 P ＝ P ＝P +P + P + P4+ P5+ P6+ P7+ P8+ P9+ P10切 削n1i??i切 削 123＝3.065KW(2)空轉(zhuǎn)功率的計算 主軸 3、4、5、6、11、12、14、9、8、10、13、17 的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表 4－6 得：P ＝0.031KW。1空 轉(zhuǎn)主軸 1、18 的空轉(zhuǎn)功率查［1］中的表 4－6 得：P ＝0.028KW。2空 轉(zhuǎn)主軸 15 的空轉(zhuǎn)功率查［1］中的表 4－6 得：P ＝0.025KW。3空 轉(zhuǎn)主軸 2 的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表 4－6 得：P ＝0.024KW。4空 轉(zhuǎn)主軸 7 的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表 4－6 得：P 空轉(zhuǎn) 5＝0.035KW。傳動軸 16 的總空轉(zhuǎn)功率查［1］中的表 4－6 得：P 空轉(zhuǎn) 6 ＝0.13KW。 P = P ＝12×P +2×P +P +P +P +P 空轉(zhuǎn) 6空 轉(zhuǎn)n1i??i空 轉(zhuǎn) 1空 轉(zhuǎn) 2空 轉(zhuǎn) 3空 轉(zhuǎn) 空 轉(zhuǎn) 5空 轉(zhuǎn)＝12×0.031+2×0.028+0.025+0.024+0.13＝0.607KW(3)損失功率的計算 總的功率損失 P ＝ P ＝0.20KW損 失n1i??i損 失黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁多軸箱所需功率 P ＝P + P + P ＝3.065+0.607+0.20＝3.872KW多 軸 箱 切 削 空 轉(zhuǎn) 損 失4.3 多軸箱傳動設(shè)計4.3.1 擬定傳動路線把主軸 12、13、14 視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動軸 26；把主軸 14、9、10 視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動軸 24；把主軸 10、11 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸 25；把主軸 9、8 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸 23；把主軸7、5、4 視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動軸 22，再在 22 軸上加齒輪連接主軸 8；把主軸 6、3、2 視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動軸 20，其中6、5、3 是分布在一個圓上；中心傳動軸 2 與中心傳動軸 1 用中心傳動軸 19 傳動；把主軸 18、17 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸28；把主軸 17、16、15 視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動軸 27；用 21 軸將各傳動于主傳動輪相連，達到傳動的目的。4.3.2 確定驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)尺寸根據(jù)原始依據(jù)圖 4.1，算出驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如表 4.2 所示。表 4.2 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值坐標(biāo) 銷 01驅(qū)動軸 0 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 主軸 5X 0.000 0.000 190.000 114.5.00068.000 170.000 135.000Y 0.000 27.000 64.000 47.000 37.07.000 77.000 55.000黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁坐標(biāo) 主軸 6 主軸 7 主軸 8 主軸 9 主軸 10 主軸 11 主軸 12X 78.000 78.000 95.000 26.000 97.000 93.500 77.500Y 25.000 75.000 129.000 190.000 228.000 301.000 301.000坐標(biāo) 主軸 13 主軸 14 主軸 15 主軸 16 主軸 17 主軸 18X 96.00 41.00 101.000 30.000 126.000 190.00Y 224.000 216.000 65.000 52.000 6.000 64.004.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)(1)確定傳動軸 20 的位置及各齒輪的齒數(shù) 傳動軸 20 的位置為主軸 3、5、6、2同心圓圓心，可通過作圖初定。為保證齒輪齒根強度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的壁厚α≥2m(m 為齒輪模數(shù))。若取 m＝2， ＝ ＝ ＝20，則從圖中量得中心距z356＝55mm，并按［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式(4－6)依次求得 、A206? z20、 、 、 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'z9z1＝ － ＝ －20＝35 （設(shè)在第Ⅰ排）'20mAz625?＝n ＝(469× )r/min＝268r/min 2015'20' 3由 =49， =77， =460， =340 20?21?n12則 = = =1.27U20?6834= =25 z20)1(umA?= - =24 20?2黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁= × =22z12n1軸 19 上的齒輪為惰輪，則只起到傳動的作用，取 =19z19(2)確定傳動軸 22 的位置及其與主軸 4、7、8 間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸 22 中心取在主軸 4、7、8 的同心圓上，取中心距 ＝35mm，從而確定傳動軸 22 的位置，則A25?=17 取模數(shù) m＝2 按公式求得：z2= × =268× =315.3n25zZ2170軸 26 到軸 4 傳動副的確定，中心距 ＝47mm，模數(shù) m＝2，傳動比2?＝1.65 按公式得：U27?＝ ＝ ≈30'2Z)1(umA?）（ 65.1247?= - =17（設(shè)在第Ⅱ排）72?'同理 =188=184(3)確定傳動軸 24 的位置及各齒輪齒數(shù) 24 軸分布在 14、9、10 的同心圓上的。由于 =93，再由公式：A98?= × =20Z9n89則知道 =60，取模數(shù) m=2,則由公式 249?= - =40 249?9同理 = - =2010A= - =20Z424?黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁取 =32（23 軸只為傳動軸）Z23(4)確定傳動軸 26 的位置及其與軸 12、13 間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸 26 中心取在主軸 12、13 按直線分布上，同時也分布在 14、13 按直線分布上。取模數(shù)m＝2， =20,則知道 26 軸分布在 13、14 軸的垂直平分線上。取 =20，則 =13 Z26n13= = =460 中心矩 =52，由公式n146'2A261?＝ =26'26Z)(um?= - =26 12261?'26(5)確定傳動軸 27 的位置及其與軸 15、16、17 間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸 27 中心取在主軸 16、17 按直線分布上。取模數(shù) m＝2， =22,中心矩Z27=75， =72,m=2。由公式 ： A271?2716?＝ =30 （m=3）'27Z)1(uA?= - =2716276?'27= - =30'71由 =8681?=460,n7=375,m=2。18= × =25Z18718取 =25（28 軸為傳動軸）28(6)確定驅(qū)動軸 0 的位置及其與軸 21 間的齒輪副齒數(shù) 驅(qū)動軸 0 在箱體的中心線上，21 軸的軸心在 16、6 軸按直線分布上，取齒輪 0 的模數(shù) m＝3 以及轉(zhuǎn)速為黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁=500，按公式得：n0= × =18Z016n01621 軸為傳動軸，取 =20，則'21= × =450210210由 =56A621?= × =36，取 m=3 Z216n216將傳動設(shè)計的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)定格式標(biāo)在傳動系統(tǒng)圖（圖001）中。最后計算各主軸的實際轉(zhuǎn)速如表 4.3 所示（與原始依據(jù)圖的要求基本一至，轉(zhuǎn)速相對損失在 5％以內(nèi)） ；潤滑泵轉(zhuǎn)速也符合要求。4.4 繪制多軸箱總圖及零件圖4.4.1 多軸箱零件設(shè)計多軸箱總圖設(shè)計中，大多數(shù)零件是選用通用件、標(biāo)準(zhǔn)件和外購件；對于變位齒輪、專用軸等零件，則設(shè)計零件圖。4.4.2 多軸箱總圖設(shè)計通用多軸箱總圖設(shè)計包括繪制主視圖、展開圖，繪制裝配表，制定技術(shù)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(shè)計的傳動系統(tǒng)圖上標(biāo)出各軸編號，畫出潤滑系統(tǒng)，標(biāo)注主軸、油泵軸、驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)向及坐標(biāo)尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標(biāo)注部分件號。(2)展開圖 其特點是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸、傳動軸、驅(qū)動軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則排列的。一般采用簡化的展開圖并以裝配表相互配合，表黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。繪制具體要求如下：1)展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。2)對結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號即可。3)展開圖上應(yīng)完整標(biāo)注多軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)洗尺寸、主軸外伸長度等。(3)多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上應(yīng)注明多軸箱箱部裝要求。即：1)多軸箱制造和驗收技術(shù)條件：多軸箱按 ZBJ58011-89《組合機床多軸箱制造技術(shù)條件》進行制造，按 ZBJ58011-89《組合機床多軸箱驗收技術(shù)條件》進行驗收。2)主軸精度：按 JB3043-82《組合機床多軸箱精度》標(biāo)注進行驗收。(4)主軸和傳動軸裝配表（表 4.3） 把多軸箱中每根軸（主軸、傳動軸、油泵軸）上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(biāo)準(zhǔn)件、外購件等，按軸號配套，用裝配表表示。這樣使圖表對照清晰易看，節(jié)省設(shè)計時間，方便裝配。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁圖 4.3 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁結(jié)論組合機床的設(shè)計讓讓我想到大二設(shè)計的二級減速箱的設(shè)計，都設(shè)計到了齒輪的擺放，潤滑等相同的問題。不同的是這次設(shè)計的潤滑是由供油系統(tǒng)賴提供潤滑。齒輪的定位是由定位套筒定位和軸端的擋圈定位。軸承的選用是以往設(shè)計中沒設(shè)計到的，選用了深溝球軸承和推力球軸承的配合使用，因為鉆孔需要的軸向力很到，而深溝球軸承只能承受很小的軸向力，為保證鉆孔時候機床的正常使用，必須配合推力球軸承。這次的設(shè)計主要參考的資料是謝家贏主編的機械設(shè)計手冊，還有機械手冊。讓我學(xué)會了如何使用手中的參考資料，如何和以往設(shè)計中相同之處和不同之處聯(lián)系起來，通過對比讓我受益匪淺。此次設(shè)計繪圖先使用手工繪制草圖，然后使用計算機 AutoCAD 繪圖，通過這次設(shè)計讓我熟練的使用這個軟件。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁致 謝首先感謝我的導(dǎo)師賈百合老師，他的博學(xué)多才令人折服。我在做畢業(yè)設(shè)計過程中，遇到了不少困難，尤其是機構(gòu)和制圖方面的一些小細節(jié)，在導(dǎo)師一遍一遍不厭其煩的指導(dǎo)下改了又改，最終做出了令自己比較滿意的設(shè)計。曾經(jīng)一度真的進展不下去了，因為有的時候真不知道要怎么才能解決讓人崩潰的、以自己的能力根本就沒有發(fā)現(xiàn)的棘手問題?，F(xiàn)在想來，在導(dǎo)師的攙扶下走過的這半年做設(shè)計的過程，自己還真的長進不少，賈老師，謝謝啦！當(dāng)然在做設(shè)計的過程中，很多老師也功不可沒。因為每個老師都有自己的強項，他們在和自己的弟子講些要點的時候，我們都可以去聽，去提問題。提醒我從多面去檢查設(shè)計中可能存在的問題。本組同甘共苦的兄弟們，我畢業(yè)設(shè)計能按時按質(zhì)的完成離不開你們的幫助。在一起討論時讓我收益頗多，都真誠拿出自己解決問題的經(jīng)驗，讓我少走了彎路，讓我的設(shè)計漸漸成熟。還有一些根本不認識但給我們做設(shè)計提供了許多方便的人，如機房管理員，為了不耽誤我們做設(shè)計，周末也照上班等，細數(shù)、細想真讓人感動。難得有機會在這里誠謝各位。祝各位：永遠快樂！生活完美！我會永遠記得您！黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁參考文獻［1］ 謝家瀛．組合機床設(shè)計簡明手冊．北京：機械工業(yè)出版社，1996.8［2］ 陳立德．機械制造裝備設(shè)計．北京：高等教育出版社，2006.4［3］ 鄭修本．機械制造工藝學(xué)（第 2 版） ．北京：機械工業(yè)出版社，1995.5［4］ 李奇涵．沖壓成形工藝與模具設(shè)計．北京：科學(xué)出版社，2007［5］ 梁景凱，蓋玉先．機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)．北京：機械工業(yè)出版社，2006.11［6］ 趙萬生．特種加工技術(shù)．北京：高等教育出版社，2001.7［7］ 張海根．機電傳動控制．北京：機械工業(yè)出版社，2001.12［8］ 賈民平，張洪亭，周劍英．測試技術(shù)．北京：高等教育出版社，2001.12［9］ 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