減速器箱體鉆口面孔組合機床總體設(shè)計及主軸箱設(shè)計

1、0引言 本人這次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的16軸立式組合鉆床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。為用來鉆削80T可彎曲刮板運輸機中減速器箱體的口面孔而設(shè)計的專用機床。該機床可適用于年產(chǎn)量為1萬臺的批量生產(chǎn)，為了保證加工零件的質(zhì)量、產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本，在設(shè)計該立式組合鉆床時，首先應該制定合理的工藝方案，然后按照工藝方案的要求，確定機床的配置形式，選擇合理的通用部件，設(shè)計專用部件和工作循環(huán)控制系統(tǒng)。為表達該組合機床的總體方案，在設(shè)計時要繪制“三圖一卡”即80T可彎曲刮板運輸機減速器箱體的加工工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、生產(chǎn)率計算卡。然后根據(jù)“三圖一卡”進行組合機床的設(shè)計

2、、調(diào)整和驗收。 制造業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在整個國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，它是我國比較優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，是勞動密集及智力密集型產(chǎn)業(yè)。而制造業(yè)的主體和基礎(chǔ)是機床行業(yè)；2002年中國機床一躍成為世界最大的消費國和全球最大的機床進口國。同時加入WTO以后，全球經(jīng)濟貿(mào)易的一體化，這對我國制造業(yè)的要求不斷提高，各種技術(shù)壁壘已經(jīng)阻礙了我國機床行業(yè)走向國際化。如何刷新今天的被動局面，積極的應對挑戰(zhàn)、抓住機遇、贏得發(fā)展的契機，成為機床行業(yè)普遍面臨的問題。在國外，機床改造已有較長的歷史，在美國已有50多年的歷史。由于各國的政治、經(jīng)濟、科學技術(shù)的差異，機床的種類、性能、結(jié)構(gòu)的繁雜多樣，使機床的改造內(nèi)涵更加豐富多彩，出

3、現(xiàn)了機床的翻修、改進、改裝、改造、再生、再造。機床改造在汽車、機床、內(nèi)燃機、航空等行業(yè)廣泛應用，并批量投入生產(chǎn)。 一般認為：機床改造就是：利用最新的控制裝置和進給系統(tǒng)使舊機床獲得新生再造是一種較高的設(shè)備改造形式，國外稱這種工程技術(shù)是把老設(shè)備“重新回到圖板，以進行再設(shè)計，再制造，再鑒定的工作過程。通過全面改造設(shè)備主體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，引入最新技術(shù)，使機床達到現(xiàn)代化設(shè)計的新機床的水平，以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)率、精度、環(huán)靜和技術(shù)標準。鑒于機床改造工藝技術(shù)水平要求較高。一般工廠用戶自行改造。往往難于達到技術(shù)性能和經(jīng)濟效益?，F(xiàn)代制造業(yè)的優(yōu)化，除了信息化以外，還包括加工順序的工藝優(yōu)化、加工參數(shù)、切削刀具、熱處理金屬

4、成型的優(yōu)化設(shè)計制造，從而實現(xiàn)降低成本、高效益的運作，達到高標準、高規(guī)范的要求。設(shè)計課題涉及到課題的分析、資料的查詢、資料摘錄，整理收集的資料。然后深入鹽城市機床廠生產(chǎn)一線向使用者、設(shè)計者學習，從而了解所設(shè)計的產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)效率、特殊用途、設(shè)計理念、以及產(chǎn)品的市場競爭力。具體的了解機床的外形、主軸箱的大致結(jié)構(gòu)，并記錄了如何有所改進，最后確定設(shè)計的方案。以及箱體的結(jié)構(gòu)圖，并進行相關(guān)零件的選型計算。此種機床的構(gòu)造設(shè)計要求我們具備相當強的實踐知識和經(jīng)濟意識因此考慮到：動力裝置、電機的選用，優(yōu)化的配置企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有各種資源，真正做到資源最小化，提高產(chǎn)品精度，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益最大化的要求，更好的服務(wù)于生產(chǎn)和

5、經(jīng)濟建設(shè)。本課題就是從培養(yǎng)我們的工程實踐意識、經(jīng)濟意識，樹立正確的生產(chǎn)觀出發(fā)，并結(jié)合機床廠的多年實踐總結(jié)，該課題的設(shè)計由本本人單獨完成，設(shè)計任務(wù)由指導老師作了明確指配：由于我負責該立式組合機床的總體設(shè)計和組合鉆床主軸箱設(shè)計，故本人的設(shè)計說明書包括立式組合機床的總體設(shè)計和組合鉆床主軸箱設(shè)計，附件有生產(chǎn)率計算卡、圖的詳細說明。 1 立式組合鉆床總體設(shè)計概述1.1零件加工工序圖加工工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺機床上或一條自動生產(chǎn)線上完成的工藝內(nèi)容。包括加工部件的尺寸精度、技術(shù)要求、加工時的定位基準、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在機床上加工前毛坯的情況。 本工序的加工內(nèi)容是鉆口面14孔

6、，要求在立式鉆床上加工，以底面兩銷孔（上箱體為頂面）為定位基準，夾緊點位于第三軸孔和對側(cè)的第二、四軸孔上。在一個箱體上,因為有兩個孔是不對稱的,為了提高生產(chǎn)效率,縮短輔助時間,減少設(shè)備,用一臺組合機床來加工上、下箱體。在主軸箱上把所有軸孔都排成對稱的,在加工時,把不應有的鉆頭取下就可以加工上下箱體,則該立式組合機床有16根主軸。該加工孔的直徑為18mm,表面粗糙度,孔深分別為110mm、50mm、25mm。定位時以底面和兩銷孔為定位基準是合理的,這樣定位精度高,易于保證各軸孔間的位置精度,故這種在立式組合鉆床上采用“一面兩銷”的定位方法加工精度是較高的。1.2零件加工示意圖加工示意圖反映了機床

7、的加工過程和加工方法,并決定了浮動夾頭或接桿的尺寸、刀具的種類和數(shù)量,刀具的長度和加工尺寸、主軸、刀具與工件間的關(guān)系尺寸等。合理的選擇切削用量、并決定動力頭的工作循環(huán)時間也是調(diào)整機床和刀具的依據(jù)。鉆頭的選擇加工時選用麻花鉆由量具、刀具標準P290-JB781-65查得:鉆110mm深的孔,用錐柄長麻花鉆 d=18mm,柄部形式:B L=320mm L0=215mm 錐柄尺寸莫氏圓錐2號,L2=90.5mm d1=17.2mm由P282-JB780-65查得 鉆50mm深的孔和25深的孔,用錐柄麻花鉆 d=18mm 柄部形式B L=320mm L0=215mm 錐柄尺寸莫氏圓錐2號,L2=90.

8、5mm d1=17.2mm導向選擇: 由IP223表3-4和3-3及P63選擇選擇導向長度L1=45mm的固定式導套。 導套配合的選擇查I表3-5可知: d用Db新標準為G7 D用D/db,新標準為H7/g6 D1用D/ga,新標準為H7/n6 （導套）主軸的選擇 切削扭矩為1424.86Kg.mm 由 I表5-10查得 d=B =7.5 =25.22mm按標準系列取主軸軸徑為30mm由I表 可查得 主軸外伸長度L=115-15=100mm D/d1=50/36按桿莫氏圓錐號2號（主軸）接桿的選擇 選用B型(A型為加強型接桿)11號接桿（連接桿）1.3動力部件的選擇動力部件的功率選擇動力部件的

9、功率選擇是根據(jù)所選的切削用量計算出切削功率及進給功率之需要,并考慮提高切削用量的可能性(一般提高20)選擇相應的動力部件。切削用量為V=13米/分 n=230轉(zhuǎn)/分 f=0.16毫米/轉(zhuǎn)刀具耐用度驗算T=( =181971.027分=3032.85小時一天按工作15小時計算,刀具耐用度為202.19天,則切削用量選擇合理。切削功率由計算得:N=14×0.3733=5.227(KW)取=0.8則N動> =6.53(KW)6.53+(6.53×30%)=8.49(KW)故選用10KW的電動機。主軸箱最大輪廓尺寸的選擇 根據(jù)工件外輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)需要,選用1000×

10、630×340mm的標準主軸箱,由于結(jié)構(gòu)的需要在1000方向上再加四個導桿座,導桿座內(nèi)徑為100mm,這樣用來支承導桿的外形尺寸成為1200mm,外廓尺寸就成為1200×630×340mm。D=36mm D1=30mm B型 D2=50mm L1=110mm L2=30mm莫氏錐度號為2號, L1選擇由具體情況而定主軸箱鉆模板工件等相互之間位置及尺寸導向長為45 mm,鉆模板厚為35 mm,加工終了位置時鉆模板與工件相距10 mm,切出長度為12 mm,導向套與主軸箱間間距為30 mm,采用活動方式鉆模板。（如下圖）動力循環(huán)的選擇 動力頭的工作循環(huán)包括:快進、行進

11、、工作進給和快退等動作。本機床采用“工進快退”的循環(huán),這是由機床總聯(lián)系尺寸圖確定后又重新修改的結(jié)果。1.4 機床聯(lián)系尺寸圖機床裝料高度的確定 考慮到通用部件尺寸的限制和操作方便,裝料高度可在8501060mm之間選取,具體到本設(shè)計中取裝料高度1000mm。夾具輪廓尺寸的確定 裝卸工件是在機床外面完成的,夾具在裝卸工件時可拉進拉出。由于結(jié)構(gòu)限制,夾具與滑臺做成一個整體是特制滑臺。參考63滑臺制造而成,導軌部分局部尺寸不變,最大外輪廓尺寸為1200×950×500mm。中間底座尺寸的確定 中間底座支撐著夾具體,按需要取長為1700mm.寬和高取坐標準值分別為1000mm和560

12、mm。主軸箱各尺寸的確定 前面已經(jīng)確定了其外形輪廓尺寸,根據(jù)I確定后蓋為90mm,前蓋為70mm(考慮作油池用)主軸箱體為180mm。滑臺的選擇 滑臺的選用應根據(jù)工件的外輪廓尺寸和進給抗力,工作循環(huán)來確定。 進給抗力: P=300.5×14=4207(g) 由一部組合機床通用機床部件設(shè)計組所編寫的指導教材直接查得用HY63B型滑臺。行程為630mm,最大進給抗力為6300Kg,快進行程速度為4.2米/分。動力箱的選擇 由可查得,選用TD63A型動力箱,電機型號為JO2-61-6。功率為10KW,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為48.5rpm。其它配套部件的選擇 由一部組合機床設(shè)計小組所編指導資料查得與H

13、Y63B型滑臺配套的其它部件為: 立柱:型號 CL63A 立柱底座:型號 CD63 由以上資料即可作出機床總體設(shè)計的“三圖一卡”具體見圖紙和該說明書的附錄部分。 下面進行立式組合鉆床主軸箱的設(shè)計2 組合鉆床主軸箱的設(shè)計2.1繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖主軸箱是組合機床的重要組成部件,它是選用通用零件,按專用要求進行設(shè)計的,其主要功用是根據(jù)被加工零件的加工要求,安排各主軸位置將電機和動力箱部件的功率和運動通過一定速比排布的傳動齒輪傳遞給各主軸,使其獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,并帶動刀具進行切削。由于本次畢業(yè)設(shè)計要求本人設(shè)計的立式組合鉆床的主軸箱,故本說明書中只對主軸箱的設(shè)計、計算作詳細的論述,而對其總體

14、設(shè)計部分只做一般性的概述。主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖,是根據(jù)組合機床總體設(shè)計中的“三圖一卡”整理編繪出來的,其主要內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計的原始要求和已知條件。在編制此圖時從“三圖一卡”中已知:(1)主軸箱輪廓尺寸:1000×630×340mm。(2)工件輪廓尺寸 921×360mm及各孔位置尺寸。(3)工件和主軸箱的相對位置。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可編制出該立式組合鉆床主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖見圖1附表:(a)被加工零件名稱:80T可彎曲刮板運輸機減速器箱體材料:HT200鑄鐵硬度:HB190機 床 生 產(chǎn) 率 計 算 卡被加工的零 件圖號材料種類HT200名稱減速器上(下)箱體毛坯重

15、量材料灰口鑄鐵硬度HB190工序名稱鉆口面螺栓孔工序號序 號工步名稱被加工零件數(shù)加工直徑加工長度工作行程切削速度m/min每分轉(zhuǎn)速rpm進刀量工時(min)每轉(zhuǎn)mm/r每分mm/min機動工時輔助時間共計1裝入工件12定位夾緊0.23動力部件工進18111155132300.1636.84.24工件拔銷放松0.15動力部件快退15542000.0316卸工件1.5備注1.本計算卡是加工箱體時的一些數(shù)據(jù),下箱體完全相同。2.裝卸工件時是由工人的熟練程度及機床發(fā)復雜性決定的,本機取1.5分,工作地服務(wù)時間和休息時間取0.3分(在總時間內(nèi))。單件工時4.21.8316.031機床生產(chǎn)率Q實9.948

16、6要求生產(chǎn)率Q5.3478負荷率53.76(b)主軸外伸尺寸及切削用量7.89.1011.123.45.613.1415.161.2軸號181818加工直徑(mm)303030主軸直徑(mm)50/3650/3650/36D/d1(mm)主軸外伸尺寸100100100L(mm)131313V(m/min)230230230n(rpm)0.160.160.16(mm/r)36.836.836.8Vf(mm/min) 圖1原始依據(jù)圖(c)動力部件 TD63A型齒輪傳動動力箱功率10KW,電動機轉(zhuǎn)速970rpm,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速485rpm,驅(qū)動軸到動力滑臺表面距離為249.5mm,其它尺寸可查動力箱裝配

17、圖。2.2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動力計算 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定,并應考慮主軸的工作條件和受力情況。 因為本工序是對減速箱箱體口面孔進行鉆孔,且采用立式組合鉆床,根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要,選用前支承為推力球軸承來承受軸向力,用向心球軸承來承受徑向力,后支承為徑向止推滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能承受較大的軸向力,其缺點是軸承較多,密封麻煩且拆裝不便。本主軸屬于外伸長度為100mm的長主軸,它與刀具鋼性連接,配以單向?qū)к売糜阢@孔。 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 初定主軸直徑已在編制“三圖一卡”時完成,由此可在“三圖一卡”中得知主軸直徑初定為d=30mm。 主軸箱中齒輪的模數(shù)通常有

18、2、2.5、3、3.5、4等幾種,根據(jù)經(jīng)驗,初選模數(shù)可由公式: 估算,再通過類比法,從通用系列中選用各齒輪的模數(shù),對于本次設(shè)計的主軸箱,由于主要傳動鍵中的齒輪往往和多個齒輪嚙合,受力交復雜,往往速度較低,受力較大。故選用模數(shù)較大的齒輪,同時為了便于組織生產(chǎn),在同一主軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種。綜合考慮,本設(shè)計中取傳動齒輪模數(shù)m=3。主軸箱動力計算 因所有主軸都用于鉆孔,故均選用有止推軸承的主軸,各主軸直徑和主軸所需動力如下: (1)鉆18mm孔,鉆頭直徑D=18mm,轉(zhuǎn)速n=230rpm 切削速度V=13m/min,每轉(zhuǎn)進給量f=0.16mm/r 相應的軸號為1、2 由M= M= 按I表5-

19、10,可取主軸直徑d=30mm 即d1=d2=30mm 由N= N1=N2= 由P=2.6D P1=P2=(2) 鉆18mm孔,鉆頭直徑D=18mm,轉(zhuǎn)速n=230rpm 切削速度V=13m/min,每轉(zhuǎn)進給量f=0.16mm/r 相應的軸號為3、4、5、6、13、14、15、16 由M=M= 按I表5-10,可取主軸直徑d=30mm即d3=d4=d5=d6=d13=d14=d15=d16=30mm切削功率由N= N = 即N3=N4=N5=N6=N13=N14=N15=N16=0.3362(KW) 切削力由P=2.6D P= 即P3=P4=P5=P6=P13=P14=P15=P16=274.

20、75(kg) (3) 鉆18mm孔,鉆頭直徑D=18mm,轉(zhuǎn)速n=230rpm 切削速度V=13m/min,每轉(zhuǎn)進給量f=0.16mm/r 相應的軸號為7、8、9、10、11、12由M=M= 即M7=M8=M9=M10=M11=M12=1424.84(kgmm) 由N=切削功率 N= N7=N8=N9=N10=N11=N12=0.3362(KW) 切削力由P=2.6D P= 即P7=P8=P9=P10=P11=P12=274.75(kg) (4) 主軸所需功率 根據(jù)N主= 式中為組合機床主軸箱傳動效率,在加工黑色金屬時取=0.8,本設(shè)計中由于主軸較多,且傳動較復雜,為了保險起見取=0.8。 則

21、N主= 根據(jù)上述計算,選取電機功率為10KW 主軸所需總切削力為: 2.3傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算主軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計,就是通過一系特定的傳動鏈把動力箱輸出軸(亦稱主軸箱驅(qū)動軸)傳進來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸,傳動系統(tǒng)設(shè)計的好壞,將直接影響主軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計和制造工作量的大小和成本。主軸位置的分析及傳動比的分配 在設(shè)計傳動系統(tǒng)時,要盡可能用較少的傳動件,使數(shù)量較多的主軸獲得預定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。因此,在沒有計算時,單一應用計算式、作圖的方法就難以達到要求。在設(shè)計中,采用“計算、作圖和試湊”相結(jié)合的方法來設(shè)計計算,其具體設(shè)計步驟如下: (1) 主軸的位置分析 組合機床所加工的零件是多種

22、多樣的,結(jié)構(gòu)也各不相同,但零件上孔的分布大體可歸納為以下幾種類型:同心圓分布、直線分布、任意分布。 該主軸箱中,軸1和16由傳動軸O5帶動,屬直線分布, 軸2、3由傳動軸O4帶動屬直線分布, 軸4和15由傳動軸O2帶動,亦屬直線分布。軸5、6和13、14分別由O8和O7帶動,同樣屬直線分布,而軸7、8、9由O11帶動,則屬于同心圓分布,同樣軸10、11、12由傳動軸O10帶動, 屬于同心圓分布,從上看出,該主軸箱中主軸分布屬任意分布。(2) 傳動比的選擇為使結(jié)構(gòu)緊湊, 主軸箱內(nèi)齒輪的最佳傳動比一般為11.5,但在立式主軸箱后蓋內(nèi)第四排齒輪,根據(jù)需要,其傳動比可取大一些,但一般不超過33.5,據(jù)

23、此,在本設(shè)計中為了使主軸上齒輪直徑小些，所以先由第排齒輪減速,然后再由箱體內(nèi)最后一級齒輪升速,獲得所需的主軸轉(zhuǎn)速,這樣使結(jié)構(gòu)較為合理緊湊。(3)傳動軸的位置和轉(zhuǎn)速、齒輪齒數(shù) 本主軸箱內(nèi)傳動系統(tǒng)的設(shè)計是按照計算、作圖和試湊的一般方法來確定齒輪齒數(shù)。中間傳動軸位置和轉(zhuǎn)速,設(shè)計過程中本著以下原則: 在保證主軸強度、剛度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的前提下,應使傳動軸和齒輪數(shù)量少,規(guī)格小,體積小,盡量用一根中間軸帶動多根主軸,當嚙合中心距不符合標準時,可采用變位齒輪或略改變傳動比的方法來解決。 盡量避免主軸帶動主軸的方案,只要滿足要求就盡量減少傳動軸,主軸的規(guī)格,減少零件品種。鉆孔負載大,在結(jié)構(gòu)上盡量使主軸上齒輪靠近

24、前支承,減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。主軸齒輪尺寸受結(jié)構(gòu)限制(如:孔與孔中心距小,不允許齒輪尺寸過大,否則齒輪與齒輪,齒輪與軸套就會發(fā)生干涉)不能太大, 傳動系統(tǒng)開始采用較大的降速傳動比,到主軸后,又采用了升速傳動,這樣就會使齒輪尺寸減小。 a.已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動軸到主軸之間的傳動比 主軸: = 驅(qū)動軸: 各主軸傳動比:b.各傳動比分配:因為要求主軸上齒輪不過大,故最后一對齒輪取升速 其余主軸取 驅(qū)動軸O1-O3.O6.O9均用降速 c.確定傳動軸位置并配對各齒輪 根據(jù)試算、作圖和試湊法,計算出各傳動軸齒輪齒數(shù)、模數(shù)為: 驅(qū)動軸 :Z=25 m=3 O軸:I排 Z=47 m=3 排 Z=43 m=3

25、O軸:排 Z=33 m=3 排 Z=50 m=3 I排 Z=33 m=3 排 Z=46 m=3 I排 Z=26 m=3 排 Z=43 m=3 I排 Z=41 m=3 排 Z=58 m=3 I排 Z=38 m=3 排 Z=27 m=3 d.驗算各主軸轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速相對損失在5%以內(nèi),符合設(shè)計要求。 e.用中間傳動軸O2作調(diào)整手柄軸,其轉(zhuǎn)速如下: 軸O2的轉(zhuǎn)速較高,操作省時省力,位置適當,可滿足要求。 f.采用B-ZIR12-2型葉片泵,經(jīng)中間傳動軸O6經(jīng)一對齒輪。 主軸箱的潤滑和手柄設(shè)置 a.由于葉片泵使用可靠,性能良好,故該主軸箱中采用B-ZIR12-2型葉片泵進行潤滑。把油從前蓋油池打到頂部由4

26、R-31-1型分油器把油分成兩路通到齒輪集中的I排,兩路通到排齒輪進行直接潤滑和滴漏潤滑(由于上箱體上有許多孔,油是可以從軸承間隙中滴漏下來的)。 該葉片泵裝在主軸前壁上,采用油泵傳動軸帶動葉片轉(zhuǎn)動的傳動方式,工作時轉(zhuǎn)速為600rpm。 b.手柄的位置 由于主軸箱上有很多刀具,為了便于更換和調(diào)整刀具以及裝配和維修時檢查主軸精度,故在主軸箱上設(shè)置一個手柄軸,以便于手動回轉(zhuǎn)主軸。 為了扳動起來輕便,手柄軸的轉(zhuǎn)速應盡可能高一些,且所處位置靠近操作者一側(cè)。并留有扳手作用位置的活動空間,該主軸箱中安排在O2軸上是比較合理的。傳動軸直徑的確定: 軸O2: MO2=2M主 查I表5-10,取d=25由于O2

27、為手柄軸,故去取do2=30mm 軸O3: MO2=4M主 查I表5-10, 取do3=30mm 軸O4: MO4=2M主 查I表5-10, 取do4=25mm 軸O5: MO5=2M主 查I表5-10, 取do5=25mm 軸O6: 查I表5-10, 取do6=35mm 軸O7.O8: 查I表5-10, 取do7=do8=25mm 軸O9: 查I表5-10, 取do9=35mm 軸O10: 查I表5-10, 取do10=25mm 軸O11: 查I表5-10, 取do11=25mm2.4主軸箱坐標系計算 坐標系計算就是根據(jù)以知的驅(qū)動軸的位置及傳動關(guān)系,計算出中間傳動軸的坐標,以便在繪制箱體零件

28、加工圖時,將各孔的坐標尺寸完整的標注出來,并用以繪制坐標檢查圖,作為對傳動系統(tǒng)設(shè)計的全面檢查。 1.這個主軸箱是安裝在動力頭上的,坐標原點選擇在主軸箱左側(cè)的定位銷上,其尺寸距主軸箱側(cè)邊E=50mm,底邊H=30mm,基準坐標架XOY。2.坐標原點確定后,可根據(jù)原始依據(jù)圖在基準坐標架上注出各個主軸的坐標:主軸1:x1=768+70+31=869.000 y1=120+82.5-30=172.500主軸2:x2=768+70+31=869.000 y2=172.5+(232-82.5)=322.500主軸3:x3=675+70+31=776.000 y3=315+120-30=405.500主軸4

29、:x4=439+70+31=540.000 y4=315+120-30=405.500主軸5:x5=251+70+31=352.000 y5=315+120-30=405.500主軸6:x6=85+70+31=186.000 y6=315+120-30=405.500主軸7:x7=70+31+5=106.000 y7=315+120-30=405.500主軸8:x8=31.000 y8=315+120-30=405.500主軸9:x9=31.000 y9=106.44+120-30+102.685=299.125主軸10:x10=31.000 y10=106.44+120-30=196.440

30、主軸11:x11=31.000 y11=120-30=90.000主軸12:x12=70+31+5=106.000 y12=120-30=90.000主軸13:x13=85+70+31=186.000 y13=120-30=90.000主軸14:x14=251+70+31=352.000 y14=120-30=90.000主軸15:x15=439+70+31=540.000 y15=120-30=90.000主軸16:x16=675+70+31=776.000 y1=120-30=90.0003.計算中間傳動軸的坐標 傳動軸O1: xO1=450.000 YO1=249.5-30=219.50

31、0傳動軸O2: 取x=B 則y=xO2=X15+X=540+8=548 YO2=Y15+Y=90+157.297=247.297 驗算: 傳動軸O3: RO2-O3= XO3= XO2+ RO2-O3=548+139.5=687.500 Yo3=YO2=247.279傳動軸O5:L= 則:Yo3=Y1+Y=172.5+79.6=192.100驗算:1軸和O5軸R1=102 軸O4: 則: 檢驗:7軸與O11軸 R2=79.5 9軸與O11軸 R2=79.5 傳動軸O10:XO10=X12=106 RO10-12= Yo10=Y12+ RO10-12=90+79.6=169.500檢驗:O10軸

32、與10軸: R=79.5 O10軸與12軸: R=79.5 傳動軸O9: R1= R2= L=Xo9=X010+X=106+89.448=195.448 Y09=Y010+Y=169.5+77.725=247.225 傳動軸O8: R1= R2= L= 則:X3=83Xo8=X6+X=186+83=269.000 Y09=Y6+Y=405-26.077=378.923檢驗:6軸與O8軸: R1=87 5軸與O8軸: R2=87 傳動軸O7: R1= R2= L=Xo7=X13+X=186+83=269.000 Y07=Y13+Y=90+26.077=116.077 檢驗: 傳動軸O6: R1=

33、 R2= a=X09-X01,b=Y09-Y01 L=X06=X09+X=195.8+155.531=351.331 Y06=Y09+Y=247.5+12.088=259.588 檢驗:軸01與06 R2=106.5 軸06與07 R1=156O軸:X=0 Y=0 17軸:X=900 Y=0 坐標驗算表N-NXYA實AAO1-O2 -O68409.731157.29715.912102106.5102106.500O2-4 -O3 -158.082189.5008157.50157.279157.707139.500157.7072157.5139.500157.50.207000.2070O

34、3-O4 -O582.08182.08155.35155.3519999999900O5-1 -1699.369192.36919.6104.8101.364103.317102102-0.6360.317O6-O9155.53112.0881561560O7-13-14838326.07726.0778787878700O8-O5-O6838326.07726.0778787878700O9-O10-O11-O889.44889.44873.277.72577.725131.423118.5118.5150.434118.5118.5151.500-1.066-O773.2131.42315

35、0.434151.5-1.066O4-3 -26.36899.368102.11419.614102.317101.3641021020.317-0.636O10-107526.3579.579.50O10-11 -1275079.579.5109.580.05109.579.500.55O11-7 -8 -90757579.679.526.39580.05109.5118.579.5109.5118.50.55002.5 主軸箱上變位齒輪系數(shù)的計算根據(jù)主軸箱的坐標計算和坐標驗算表中發(fā)現(xiàn)有幾個齒輪的中心距超出允許差范圍(0.0010.009mm)故需要對齒輪變位來滿足中心距的要求,保證齒輪傳動

36、準確可靠,有關(guān)齒輪變位量計算如下:軸O2上齒輪:Z=47 m=的修正理論中心距:157.5實際中心距:157.707則變位量為 X=0.21軸O4 O5上齒輪:Z=33 m=3的修正理論中心距:101.364實際中心距:102則變位量為 軸1軸2上的齒輪Z=35 m=3的修正理論中心距:102實際中心距:102.3173則變位量為 軸7軸12上的齒輪Z=26 m=3的修正理論中心距:79.5實際中心距:80.05則變位量為 軸O9上的齒輪Z=58 m=3的修正理論中心距:150.43369實際中心距:151.5則變位量為 可取變位量 2.6 繪制坐標檢查圖在坐標設(shè)計完畢后,還需繪制坐標及傳動關(guān)

37、系檢查圖,以便用來檢查坐標計算的正確性,齒輪與齒輪箱體,軸承與軸承零件之間有無干涉,以及附加結(jié)構(gòu)位置是否合適等等。該立式組合鉆床主軸箱的坐標檢查圖如圖(2)所示,圖中齒輪分度圓用點劃線表示,粗實線代表軸,細實線表示軸承。從該檢查圖上可以看出, 主軸箱的坐標設(shè)計是正確的合理的,齒輪與齒輪、軸、箱體,軸承與軸承等零件之間都無干涉現(xiàn)象,其它附件的位置安排也是合理的。2.7 主軸箱中軸的校核計算在主軸箱中,不管是主軸還是傳動軸,它們的直徑都是按照扭轉(zhuǎn)剛度條件,根據(jù)其所受的扭矩,由I表5-10選取的,故它們的剛度是完全滿足使用要求的,這里只對那些相對強度較弱的軸進行強度校核。在本主軸箱中,由于軸116都

38、是鉆孔,且鉆孔直徑都是18,所受的切削力相當,只是在鉆孔深度上有所不同,故在校核計算中可任選其一進行校核。若能滿足強度要求,則其它各軸也能滿足強度要求。我選擇軸13進行強度校核計算13軸受力情況如圖(3)所示(a)切削扭矩軸上齒輪齒數(shù)Z=32,m=3則d=Mz=32軸的材料為Cr,熱處理C421.作出水平受力圖,彎矩圖 圖(b)(c) 2.作出垂直受力圖,彎矩圖 圖(d)(e) 3.求合成彎矩,并作出合成彎矩圖 圖(f) 4.作出扭矩圖,考慮到開始切削和終了切削軸所受的切削紐矩T可看成是脈動的,故取(見圖g)5.求彎量彎矩,見圖3(h)6.校核軸的強度 由 由表11-3查得: 2.8 齒輪強度

39、的校核計算在初步確定主軸箱和傳動系統(tǒng)后,還要對危險齒輪進行校核計算,尤其對低速級齒輪或齒根到鍵槽的距離較低的齒輪及受轉(zhuǎn)扭矩較大的齒輪更應該進行強度校核,以保證傳動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、準確,有一定的使用壽命。通過比較可以發(fā)現(xiàn),在本設(shè)計中的主軸箱中,最薄弱的齒輪是驅(qū)動軸齒輪,因為它傳遞的功率大,接近6KW,只要它滿足強度要求,其余的傳動軸上齒輪亦滿足強度要求。驅(qū)動軸O1上的齒輪齒數(shù)Z1=25,模數(shù)m=3,齒寬b=84mm,與它相嚙合的齒輪齒數(shù)Z2=46,模數(shù)m=3,齒寬b=24mm，齒輪材料為45鋼，采用高頻淬火熱處理：G54，HRC5256 。 1.按齒面接觸疲勞強度校核 校核公式： 由Z1=25，Z

40、2=46查圖7-14查得: 則因是直齒輪，故查表7-13得:查表7-6得:查表7-12得:由表7-9得:則：節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z由表7-7得: Z查表7-19得: Z由圖7-26得: 由圖7-27得: 取則：許用接觸應力： 2. 校核齒根彎曲疲勞強度 校核公式： 查圖7-23得: 查圖7-24得: 查圖7-25得: 查表7-9得: 查圖7-31得: （m） 查圖7-30得: 由圖7-29得: 則 比較： 由于所以值大的齒輪強度弱，應帶入大值進行計算。故彎曲疲勞強度滿足要求2.9 其它主軸箱中軸的支承軸承的類型選擇 由于該組合機床是用來鉆削80T可彎曲刮板運輸機減速器箱體上的16孔而設(shè)計的立式組合鉆

41、床，故主軸箱上主軸承受軸向力。因此主軸的前支承主要用了推力軸承和單列向心球軸承，后支承用了徑向止推滾子軸承，這樣，保證了主軸運轉(zhuǎn)過程中平穩(wěn)性。傳動軸均采用了圓錐滾子軸承，因為該軸承可承受較大的徑向及軸向載荷，內(nèi)圈和外圈可以分離，安裝方便，且可以通過調(diào)整徑向間隙進行預緊，但極限轉(zhuǎn)速較低。（a）軸承的安裝 軸承的安裝采用雙支點單向支承，傳動軸的圓錐滾子軸承分別安裝在軸的兩端，且采用背對背安裝。由于傳動軸上有排齒輪，為了減少懸臂長度，提高支承的剛度，故采用了反裝法。（b）軸承的固定鎖緊 本主軸箱中軸承采用了軸肩進行外圈固定，內(nèi)圈采用軸端螺母及軸套進行鎖緊。（c）軸承的潤滑 本主軸箱中軸承的潤滑是通過

42、油泵將油抽至端的分油器。然后通過銅管送到軸承處進行滴油潤滑。軸上零件的固定與防松 主軸箱內(nèi)軸上的齒輪是通過鍵來實現(xiàn)周向固定的，靠軸套用軸端螺母進行軸向壓緊的，且采用了防松墊圈來防止螺母的松動。 主軸箱體及其附件的選擇設(shè)計（1）主軸箱體的選擇設(shè)計該立式組合鉆床主軸箱選用1000×630的通用主軸箱體，并在兩邊加四個導桿座而成，導桿座外徑100mm，導桿在主軸箱箱體上的安裝關(guān)于主軸箱對稱。其中心線長為1100mm，具體見“主軸箱總裝圖”，主軸箱材料為HT200，前后蓋的材料都是HT150 。雖然主軸箱是通用的，但是為了滿足具體的使用要求，故在此基礎(chǔ)上進行了一系列的補充加工或修模后補充加工

43、。其補充加工的情況參見相應的箱體，前蓋的補充加工圖紙。（2）主軸箱上附件的設(shè)計 （a）分油器 本主軸箱中分油器選用4R31-1型分油器，其具體作用是把油分成幾路，分別潤滑不同排數(shù)的齒輪及軸承，以便于保證軸承、齒輪有一定的使用壽命，減少摩擦和磨損，降低動力消耗發(fā)熱。 （b）側(cè)板 該主軸箱由于結(jié)構(gòu)上特殊，兩邊各有兩個導套，故無側(cè)板只有一個側(cè)蓋。 （c）油杯、油塞、油標 油杯是用來給箱體注油之用，以保證箱體內(nèi)油液滿足要求，該主軸箱的油杯放置在前蓋上。 油塞是用來放油之用，應放置在箱體的底部，由于該主軸箱是立式組合鉆床上的，故油塞放置在前蓋上，放油孔塞與凸臺之間應加封油圈密封。 油標是用來指示油面高度

44、，應該設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處，該主軸箱選用管狀油標（GB1162-79），放置在前蓋側(cè)面上。 潤滑油的選擇、密封件的選擇由149頁查得，本立式組合機床主軸箱的潤滑采用30機械油，注油量為14升。組合機床的密封有多種多樣，適用于本設(shè)計中的立式組合機床的有兩種，一種是用DT0721-7型防油套密封。另一種是用DT0722-72型防油套和DT0721-73型防油罩進行密封。該設(shè)計中的立式組合機床上的密封選用DT0722-72型防油套和DT0721-73型防油罩結(jié)合進行密封，保證了密封效果。主軸箱的安裝定位該主軸箱是采用圓柱銷進行定位后，安裝在動力頭上，其密封是采用紙墊圈密封。 結(jié)束語 近三個

45、月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，它是我們四年大學學習生活的最后一次重要的實踐環(huán)節(jié)，為我不久走上工作崗位創(chuàng)造了一個很好的鍛煉機會。 畢業(yè)設(shè)計是一門綜合性的設(shè)計，是對我們四年來所學各科知識的具體應用，這就要求我們既有扎實的理論知識，又有較強的設(shè)計能力和豐富的實踐經(jīng)驗，所以在進行畢業(yè)設(shè)計的過程中，要求我們靈活地運用所學知識，收集各種有用的資料，認真的進行調(diào)查研究，力求理論和實踐相結(jié)合，在畢業(yè)設(shè)計實習期間虛心向工廠的工程技術(shù)人員學習討教，吸取他們豐富的理論和實際經(jīng)驗，來充實自己的頭腦，改善自己的頭腦，改善自己的知識結(jié)構(gòu)。這次畢業(yè)設(shè)計，通過指導老師的辛勤指導，并不辭辛苦帶我們到相關(guān)廠家實習，講解與設(shè)計有關(guān)的加工工藝方案，同學們的熱心幫助和自己的刻苦努力，能夠較好的完成了設(shè)計任務(wù)。當然由于自己的知識面有限，加之缺乏實踐經(jīng)驗，故在本次設(shè)計中難免有許多不足之處，敬請老師和同學們批評指正。這次畢業(yè)設(shè)計，鍛煉了我們的設(shè)計能力，使我們學到了許多書本上學不到的知識，培養(yǎng)了我正確的設(shè)計思想、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了機械設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱手冊和設(shè)計資料，熟悉標準和規(guī)范等等，使我受益非淺。 致謝歷時三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在葛友華、王正剛、劉道標三位老師的悉心指導下，即將劃上圓滿