多軸箱課程設(shè)計(jì)--20萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)哈佛金具鉆4—φ25孔多軸箱設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　20萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)哈佛金具鉆(四面)4—Φ25孔多軸箱設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、上交材

2、料</b></p><p>　　(1) 設(shè)計(jì)圖紙：零件圖一張，多軸箱結(jié)構(gòu)圖一張</p><p>　　(2) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(5000字左右，無(wú)圖紙不少于8000字)</p><p>　　三、進(jìn)度安排(參考)</p><p>　　(1) 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 </p><p>　　(2) 擬定設(shè)計(jì)方案<

3、;/p><p><b>　　(3) 繪制圖紙</b></p><p><b>　　(4) 編寫說(shuō)明書</b></p><p><b>　　(5) 整理及答辯</b></p><p><b>　　四、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)</b></p><p>

4、　　成 績(jī)： </p><p>　　指導(dǎo)教師　　　　　　　</p><p>　　日　　期　　　　　　　</p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　多軸箱是組合機(jī)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(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件

5、。其動(dòng)力來(lái)自通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)，可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔等加工工序。</p><p>　　多軸箱一般具有多根主軸同時(shí)對(duì)一列孔系進(jìn)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(diǎn)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(dòng)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(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)，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

6、剛性主軸和用精密滑臺(tái)導(dǎo)軌來(lái)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)刀具來(lái)保證加工孔的位置精度。通用多軸箱又大型多軸箱和小型多軸箱，這兩中多軸箱的設(shè)計(jì)方法基本相同。</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的是鉆直徑為25mm的孔，采用鉆擴(kuò)復(fù)合刀具進(jìn)行加工。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1組合機(jī)床多

7、軸箱概述</p><p>　　1.1多軸箱的組成…………………………………………5</p><p>　　1.11通用箱體類零件……………………………………5</p><p>　　1.12通用主軸……………………………………………6</p><p>　　1.13通用傳動(dòng)軸…………………………………………6</p><p>

8、;　　1.14通用齒輪和套……………………………………….6</p><p>　　1.2通用多軸箱工作原理和用途…………………………6</p><p><b>　　2 多軸箱設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖…………………………6</p><p>　　2.2主軸齒輪確定及動(dòng)力計(jì)算………………

9、…………8</p><p>　　2.3多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………9</p><p>　　2.4繪制多軸箱總圖………………………………………13</p><p>　　3 結(jié)論……………………………………………………………14 </p><p>　　4 參考資料………………………………………………………14</p>

10、<p>　　1 組合機(jī)床多軸箱概述</p><p>　　1.1 多軸箱的組成</p><p>　　大型通用多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組成。</p><p>　　1.1.1 通用箱體類零件　 </p><p>　　多軸箱的通用箱體類零件箱體材料為HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為HT150。多軸箱基本

11、尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（GB3668.1-83）規(guī)定，9種名義尺寸用相應(yīng)滑臺(tái)的滑鞍寬度表示，多軸箱寬度和高度是根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸選擇。</p><p>　　1.1.2 通用主軸</p><p>　　（1） 通用鉆床類主軸</p><p>　　按支承型式可分為三種：滾錐軸承主軸；滾珠軸承主軸；滾針軸承</p><p><b>　

12、　主軸。</b></p><p>　　按與刀具的連接是浮動(dòng)還是剛性連接，又可分為短主軸和長(zhǎng)主軸。</p><p>　　主軸材料一般采用40Cr鋼，熱處理C42；滾針軸承主軸用20Cr鋼，</p><p>　　熱處理S0.5~C59。</p><p><b>　　通用傳動(dòng)軸</b></p><

13、;p>　　通用傳動(dòng)軸按用途和支承型式分為六種。它們分別為：圓錐軸承傳動(dòng)軸；滾針軸承傳動(dòng)軸；埋頭傳動(dòng)軸；手柄軸；油泵傳動(dòng)軸；攻螺紋用蝸桿軸。</p><p>　　傳動(dòng)軸一般采用45鋼，調(diào)質(zhì)T235；滾針軸承傳動(dòng)軸用20Gr鋼。熱處理S0.5~C59.。</p><p>　　1.1.4 通用齒輪和套</p><p>　　多軸箱用通用齒輪有：傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和

14、電動(dòng)機(jī)齒輪三種</p><p>　　通用多軸箱的工作原理和用途</p><p>　　通用多軸箱是組合機(jī)床中的一個(gè)重要的部件，在多軸箱中通過(guò)傳動(dòng)軸和傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)，將動(dòng)力箱中的電動(dòng)機(jī)軸的動(dòng)能傳遞給主軸，主軸帶動(dòng)刀具加工工件。通過(guò)對(duì)齒輪嚙合的調(diào)整可得到不同的傳動(dòng)比，因此主軸就可以獲得不同的轉(zhuǎn)速。多軸箱可安裝多個(gè)不同的主軸，這樣就可以用多個(gè)主軸對(duì)同一個(gè)工件進(jìn)行不同的加工。多軸箱與動(dòng)力箱一起安裝于

15、進(jìn)給滑臺(tái)，可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔等加工工藝。</p><p><b>　　通用多軸箱設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖</p><p>　　多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容和注意事項(xiàng)如下：</p><p>　?。?） 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

16、廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。</p><p>　?。?） 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(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時(shí)，要特別注意：主軸與被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面放置的，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(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)注其相對(duì)

17、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。</p><p>　?。?） 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(shí)針（面對(duì)主軸看）可不標(biāo)，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。</p><p>　　（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等。</p><p>　?。?）標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及其性能參數(shù)等。</p><p>　　

18、下圖為雙面臥式鉆床組合機(jī)床右多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。</p><p>　　注；20萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)哈佛金具鉆(四面)4—Φ25孔多軸箱設(shè)計(jì)</p><p>　　1主軸外伸尺寸及切削用量；</p><p>　　2.2 主軸齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算 </p><p>　　2.2.1.主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定</p><p&g

19、t;　　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(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔時(shí)采用滾珠軸承主軸；擴(kuò)、鏜、鉸孔等工序常采用滾錐軸承主軸；主軸艱巨較小時(shí)常選用滾針主軸。滾針軸承精度較低、結(jié)構(gòu)剛度及裝配工藝性都較差，除非軸距限制，一般不選用。攻螺紋主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)作軸向移動(dòng)，為獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙鍵結(jié)構(gòu)，不用軸向定位。</p><p>　　主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初

20、步確定。傳動(dòng)軸的直徑也可以參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再驗(yàn)算某些關(guān)鍵軸頸。</p><p>　　多軸箱的齒輪模數(shù)常用2，2.5，3，3.5，4幾種。由于為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。一般由估算公式確定</p><p><b>　　，</b></p><p>　　2.2.2 多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算<

21、/p><p>　　多軸箱所需功率可按下列公式計(jì)算：</p><p>　　根據(jù)上面多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖可確定：1234軸的的功率計(jì)算如下</p><p><b>　　27780</b></p><p><b>　　=0.202KW</b></p><p>　　查表可得：P空轉(zhuǎn)=0.

22、042KW</p><p><b>　　P損失=kw</b></p><p>　　由于所需鉆的四個(gè)孔是一樣的，故四個(gè)孔的相關(guān)數(shù)據(jù)也是一樣的</p><p>　　由上數(shù)據(jù)可計(jì)算的模數(shù)接近2，取多軸箱內(nèi)部模數(shù)為2.</p><p><b>　　確定主軸直徑：</b></p><p&g

23、t;　　由公式,P=0.202，N=250，計(jì)算得出主軸直徑約為10mm，為保險(xiǎn)起見，取其軸徑為12mm</p><p>　　根據(jù)功率傳遞的特點(diǎn)，傳動(dòng)軸傳遞的功率應(yīng)為2主軸功率之和，考慮損失功率，每根傳動(dòng)軸的功率為P傳=P主x2x103%=0.42kw</p><p>　　則其直徑由，可確定d為15mm</p><p>　　兩傳動(dòng)軸的功率有驅(qū)動(dòng)軸提供，去功率損失因素

24、為5%，故驅(qū)動(dòng)軸的功率p應(yīng)為</p><p>　　P驅(qū)=2x0.42x105%=0.85kw</p><p>　　有公式可確定驅(qū)動(dòng)軸的直徑為17mm</p><p>　　綜上，確定了主軸、傳動(dòng)軸、及驅(qū)動(dòng)軸的軸徑。</p><p>　　2.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和

25、轉(zhuǎn)速，各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸連接起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。</p><p>　　2.3.1 對(duì)多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求</p><p>　?。?） 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(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)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(shí)，應(yīng)采用變位齒輪或略微改變改變傳

26、動(dòng)比的方法解決。</p><p>　?。?） 盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。</p><p>　?。?） 為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于0.5，后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取至1/3~1/3.5;盡量避免用升速傳動(dòng)。</p><p>　?。?） 用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡量設(shè)置在第Ⅰ排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的

27、齒輪，應(yīng)設(shè)置在第Ⅲ，以減少主軸端的彎曲變形。</p><p>　?。?） 多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)開始，就分兩條傳動(dòng)路線，以免影響加工精度。</p><p>　?。?） 剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度園直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p>　　（7） 驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸數(shù)不能超過(guò)兩根，以免

28、給裝配帶來(lái)困難。</p><p>　　確定主軸分布圖如下：</p><p>　　2.3.2 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)擬定</p><p>　　2..32 各軸坐標(biāo)列表</p><p>　　根據(jù)原始依據(jù)圖，算出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸</p><p>　　2.3.3 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)　</p><p>

29、;　　I總=n驅(qū)/n主=520/250=2.08</p><p>　　取多軸箱內(nèi)部模數(shù)m=2，取傳動(dòng)軸與主軸之間傳動(dòng)比為1.41，則驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)比為：</p><p>　　取Z主=21，則Z副=30</p><p>　　傳動(dòng)軸5與傳動(dòng)軸6由位于四根主軸中間的驅(qū)動(dòng)軸連接，R=69.5.</p><p>　　由,且驅(qū)動(dòng)軸的模數(shù)取M=3

30、，I=1.47，計(jì)算出Z驅(qū)=17，Z傳=25</p><p><b>　　由上可確定：</b></p><p>　　傳動(dòng)軸5與3、4軸配合的齒輪副為30/21</p><p>　　傳動(dòng)軸6與主軸1、2的嚙合齒輪副為30/21</p><p>　　傳動(dòng)軸5與傳動(dòng)軸6之間通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸O1連接，</p><p

31、>　　驅(qū)動(dòng)軸O1與傳動(dòng)軸5嚙合齒輪副為17/25</p><p>　　驅(qū)動(dòng)軸O1與傳動(dòng)軸6嚙合的齒輪副為17/25</p><p>　　計(jì)算各主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速：</p><p>　　由于四根主軸是一樣的，故只需計(jì)算其中一根的實(shí)際轉(zhuǎn)速即可，</p><p><b>　　r/min</b></p><p

32、>　　主軸箱傳遞路線圖如下</p><p>　　2.34多軸箱各軸承的選用：</p><p>　　由于多軸箱內(nèi)對(duì)主軸的作用力主要為軸向的，對(duì)傳動(dòng)軸的作用力既有軸向也有徑向，驅(qū)動(dòng)軸的作用力徑向和軸向的，為方便起見，統(tǒng)一選用角接觸球軸承，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，確定各軸所選用軸承如下：</p><p>　　2.4繪制多軸箱總圖</p><p>　　

33、2.41多軸箱總圖設(shè)計(jì)</p><p>　　通用多軸箱總圖設(shè)計(jì)包括繪制主視圖、展開圖、編制裝配表，制定技術(shù)條件等四部分。本課題為六孔鉆削多軸箱總圖，同時(shí)還有該圖主軸和傳動(dòng)軸裝配表。</p><p>　　主視圖主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)潤(rùn)滑系統(tǒng)等。繪制主視圖就是在設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖上標(biāo)出各軸編號(hào)，畫出潤(rùn)滑系統(tǒng)，標(biāo)注主軸、有泵軸、驅(qū)動(dòng)軸餓轉(zhuǎn)速、有泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)

34、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)注部件代號(hào)。</p><p>　　展開圖 其特點(diǎn)是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸和傳動(dòng)軸及軸上的零件大多是通用化的，且有規(guī)則排列著。繪制的具體要求如下：</p><p>　　展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。包括主軸、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)軸手柄軸、有泵軸及其上相應(yīng)的齒輪、隔套、防油套、軸承或油泵等機(jī)件形狀和安裝的相對(duì)位置</p>

35、<p>　　對(duì)結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動(dòng)軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號(hào)即可。對(duì)于軸向裝配結(jié)構(gòu)基本相同，只有齒輪大小和排列排列位置不同的兩根或兩組軸，可以合畫在一起，即軸心線兩邊各表示一根或一組軸。</p><p>　　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)系尺寸，主軸外伸長(zhǎng)度等。</p><p>　　主軸傳動(dòng)軸裝配表（2—5） 把多軸箱中每根軸（主

36、軸、傳動(dòng)軸、油泵軸）上齒輪套等基本零件的型號(hào)規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件等，按軸號(hào)配套，用裝配表表示。</p><p>　　多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上應(yīng)標(biāo)注多軸箱部件要求。</p><p>　　即：1）多軸箱制造和驗(yàn)收技術(shù)條件；多軸箱按ZBJ58011-89《組合機(jī)床多軸箱制造技術(shù)條件》進(jìn)行制造，按ZBJ58012-89《組合機(jī)床多軸箱驗(yàn)收技術(shù)條件》進(jìn)行驗(yàn)收。</p>

37、<p>　　2）主軸精度，按JB3043-82《組合機(jī)床多軸箱精度》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。</p><p>　　2.4.2 多軸箱零件設(shè)計(jì)</p><p>　　多軸箱總圖設(shè)計(jì)中，大多數(shù)零件是選用通用件、標(biāo)準(zhǔn)件、和外購(gòu)件；對(duì)于變位齒輪、專用軸等零件，則應(yīng)設(shè)計(jì)零件圖；對(duì)于多軸箱體類通用件，必須繪制補(bǔ)充加工圖。</p><p>　　專用零件工作圖 如變位齒輪、專用

38、軸和套等零件，可按一般工件圖規(guī)定。參照同類通用零件圖，結(jié)合專用要求設(shè)計(jì)繪圖。</p><p>　　補(bǔ)充加工圖 多軸箱體、前蓋、后蓋等通用零件，應(yīng)根據(jù)多軸箱總圖要求，繪制出需補(bǔ)充加工的部件，通常習(xí)慣用粗實(shí)線畫出補(bǔ)充加工部位的結(jié)構(gòu)，其尺寸、形位公差、表面粗糙度等均按機(jī)械制圖國(guó)際規(guī)定格式標(biāo)記；通用逐漸的原有部分的輪廓等一律用細(xì)實(shí)線表示。</p><p><b>　　3 結(jié)論</b

39、></p><p>　　多軸箱設(shè)計(jì)中應(yīng)用到了許多機(jī)械方面的知識(shí)，同時(shí)多軸箱的設(shè)計(jì)與組合機(jī)床的三圖一卡關(guān)系密切，由于本課題的設(shè)計(jì)時(shí)間短，所以借用了書上的給出的多軸箱的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)箱體和其他零件的具體尺寸的查找過(guò)程也未能寫出，這些尺寸都可以從組合機(jī)床的書上查到。其中在計(jì)算過(guò)程中有用到計(jì)算機(jī)的程序的，所以設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，但由于時(shí)間緊迫，把部分的計(jì)算給省略了。因此設(shè)計(jì)不是很完整。但也可以很清楚的說(shuō)明了組合機(jī)

40、床多軸箱設(shè)計(jì)的一般步驟。</p><p><b>　　4 參考資料</b></p><p>　　《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 謝家瀛主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《簡(jiǎn)明機(jī)械工程師手冊(cè)》 李天無(wú)主編 云南科技出版社</p>