攻絲機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)--變速器殼體臥式雙面專用攻絲機(jī)床設(shè)計(jì)

1、<p>　　變速器殼體臥式雙面專用攻絲機(jī)床設(shè)計(jì)</p><p>　　[摘要]專用機(jī)床是用按系列標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按加工零件的形狀及加工要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的機(jī)床。其通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，應(yīng)用時(shí)可根據(jù)需要選取，大大縮短了設(shè)計(jì)和制造周期。專用機(jī)床具有成本低、效率高的特點(diǎn)，因此廣泛的大批大量的生產(chǎn)中應(yīng)用。并且隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控化和自動(dòng)化程度不斷提高。</p><p>　　

2、本文主要介紹了適用于加工輕型車變速器殼體結(jié)合面螺紋孔的攻絲專用機(jī)床的設(shè)計(jì)過程。包括了專用機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)、通用部件的選取、主軸箱設(shè)計(jì)等詳細(xì)內(nèi)容。詳細(xì)說明了通用部件的選取過程，以及主軸箱設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)件的選取原則和過程，詳細(xì)的分析了軸的強(qiáng)度。繪制了機(jī)床總裝圖、主軸箱齒輪嚙合原理圖、主軸箱總裝配圖和必要零件圖等，并利用有限元分析軟件對(duì)機(jī)床主要部件進(jìn)行了可靠性分析。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]變速器殼體 專用機(jī)床

3、 攻絲 主軸</p><p>　　A Horizontal Type’s Two-sided Special Use Tapping Machine Tool</p><p>　　Design for Light Vehicle’s Gearbox</p><p>　　[Abstract]A Special Purpose Machine is designed

4、 by the series of standardized common components and parts by processing the shape and design of special processing requirements of the special machine tool components. Its generic components have been standardized and s

5、erialized, the application can be selected, greatly shortened the design and manufacturing cycle. Combination of machine tool with low cost, high efficiency characteristics, Therefore a large number of extensive producti

6、on of a large</p><p>　　This paper mainly introduces the combination machine tool designed for tapping holes in link surface of gearbox casing of light vehicles. It includes the total project design of the ma

7、chine, the selection of general use parts, the design of spindle box etc. The process of selecting in general use parts and the principle and process of selecting the spindle box is elaborated on, and the strengthen of t

8、he shaft were analyzed in detail. Drew tool machine to always pack a diagram, principal axis box</p><p>　　[Keywords] Gear-housing Special Purpose Machine Tapping Spindle </p><p><b>　　目

9、 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 專用機(jī)床的定義、組成以及特點(diǎn)1</p><p>　　1.2 專用機(jī)床的現(xiàn)狀以及發(fā)展方向1</p><p>　　1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容2</p><p>　　第2章 專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)4

10、</p><p>　　2.1 專用機(jī)床工藝方案的確定4</p><p>　　2.1.1 確定專用機(jī)床工藝方案的基本原則4</p><p>　　2.1.2 加工工藝分析4</p><p>　　2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇5</p><p>　　2.2 專用機(jī)床切削用量的確定5</p><p&g

11、t;　　2.2.1 切削用量的選擇6</p><p>　　2.2.2 確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具壽命6</p><p>　　第3章 專用機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)8</p><p><b>　　3.1 概述8</b></p><p>　　3.1.1主軸箱的用途與分類8</p><p>　

12、　3.1.2主軸箱的組成8</p><p>　　大型通用主軸箱在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，常見的有：8</p><p>　　3.1.3主軸箱通用部件8</p><p>　　3.2主軸箱的設(shè)計(jì)步驟和方法10</p><p>　　3.2.1 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖10</p><p>　　3.2.2 主軸結(jié)構(gòu)、軸頸尺寸及齒

13、輪模數(shù)的確定11</p><p>　　3.2.3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的確定12</p><p>　　2.3.4繪制坐標(biāo)檢查圖19</p><p>　　3.3 繪制主軸箱總圖以及裝配明細(xì)表20</p><p>　　3.3.1主視圖20</p><p>　　3.3.2主軸箱展開圖20</p><

14、p>　　第4章 主要部件的選擇和設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇21</p><p>　　4.1.1主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇21</p><p>　　4.1.2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇22</p><p>　　4.2絲杠和導(dǎo)軌的選擇23</p><p>　　4.2.1絲杠的選擇23</p

15、><p>　　4.2.2導(dǎo)軌的選擇24</p><p>　　4.3帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.4攻絲機(jī)構(gòu)的選擇設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.4.1刀具的選擇27</p><p>　　4.4.2確定主軸類型、尺寸及外伸長(zhǎng)度28</p><p>　　第5章 對(duì)底座及攻絲軸

16、的有限元分析31</p><p>　　5.1有限元分析簡(jiǎn)介31</p><p>　　5.2有限元分析軟件介紹31</p><p>　　5.3底座的初步設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.4對(duì)機(jī)床底座的有限元分析31</p><p>　　5.4.1機(jī)床底座的模型建立并將模型導(dǎo)入ANSYS Workbench界面

17、31</p><p>　　5.4.2定義材料32</p><p>　　5.4.3添加約束并劃分網(wǎng)格32</p><p>　　5.4.4各階陣型圖33</p><p>　　5.4.5求解結(jié)果33</p><p>　　5.4.6最終結(jié)論34</p><p>　　5.5對(duì)機(jī)床有限元分析的展望

18、34</p><p><b>　　總結(jié)35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1

19、 專用機(jī)床的定義、組成以及特點(diǎn)</p><p>　　專用機(jī)床是用按系列標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按加工零件的形狀及加工要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。專用機(jī)床常用的通用部件包括：床身、底座、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)以及各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按順序加工的多工位專用機(jī)床，還具有移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是專用機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，是專用機(jī)床通用部件中最基本的部件。動(dòng)力頭

20、可以同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力滑臺(tái)只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　主軸箱固定在動(dòng)力箱上，用來布置切削主軸，將動(dòng)力箱的運(yùn)動(dòng)傳遞給各主軸。由于主軸的位置與具體的零件有關(guān)，所以主軸箱必須根據(jù)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。不能制成完全通用部件，但其中很多零件是通用的。</p><p>　　床身、立柱、中間底座是專用機(jī)床的支承部件，它能夠保證機(jī)床剛度和各部件之間的精度。除此之外，專用機(jī)床還有各種控制

21、部件，主要是用來保證機(jī)床按照規(guī)定的程序進(jìn)行工作。 </p><p>　　專用機(jī)床與其他專用機(jī)床和普通機(jī)床相比有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工。</p><p>　?。?）生產(chǎn)效率高。因?yàn)楣ば蚣?，可多面、多工位、多軸、多刀同時(shí)自動(dòng)加工。</p><p>　　（3）加工精度穩(wěn)

22、定。因?yàn)楣ば蚬潭?，可選用成熟的通用部件、精密夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來保證加工精度的一致性。</p><p>　　（4）研制周期短，便與設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低。因?yàn)橥ㄓ没?、系列化、?biāo)準(zhǔn)化程度高，通用部件占70%——90%，通用部件可成批生產(chǎn)或進(jìn)行預(yù)制或外購(gòu)。</p><p>　?。?）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。</p><p>　?。?）配置靈活。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化

23、、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</p><p>　?。?）的專用機(jī)床及自動(dòng)線；機(jī)床易于改裝；產(chǎn)品工藝變化時(shí)，通用部件一般還可以重復(fù)利用。</p><p>　　1.2 專用機(jī)床的現(xiàn)狀以及發(fā)展方向</p><p>　　專用機(jī)床可以完成鉆孔、絞孔、攻絲、鏜孔、鏜孔車端面、車削和銑削的等工序，還可以進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)和簡(jiǎn)單的裝配工序。往往

24、一臺(tái)機(jī)床就能同時(shí)完成以上的工序。近幾年來專用機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器、礦山、機(jī)械、航空、以及軍工部門都以得到廣泛的使用。專用機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的，綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。我國(guó)傳統(tǒng)的專用機(jī)床及專用機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，主要是完成完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)

25、鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。專用機(jī)床的分類有大型專用機(jī)床和小型專用機(jī)床，專用機(jī)床的配置形式，主要有單工位專用機(jī)床和多工位專用機(jī)床兩大類。其中單工位專用機(jī)床包括了臥式專用機(jī)床、立式專用機(jī)床、傾斜式專用機(jī)床、復(fù)合式專用機(jī)床。多工位專用機(jī)床包括了具有移動(dòng)工作臺(tái)的專用機(jī)床、具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的專用機(jī)床、鼓輪式專用機(jī)床、中央立柱式專用機(jī)床。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的專用機(jī)床——柔性專用機(jī)床越來越受到人們的青睞，它是應(yīng)用了多位主軸箱、可換

26、主軸箱、</p><p>　　隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和對(duì)產(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控專用機(jī)床及其自動(dòng)線正在沖擊著傳統(tǒng)的專用機(jī)床行業(yè)企業(yè)，因此專用機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高專用機(jī)床加工精度、專用機(jī)床柔性、工作可靠性和技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高專用機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加

27、工的市場(chǎng)需求。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí)，加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。因此我國(guó)專用機(jī)床技術(shù)在將來將迅速發(fā)展其方向歸納為以下幾點(diǎn)：</p><p>　　（1）提高生產(chǎn)率，進(jìn)一步提高工序集中程度。</p><p>　?。?）擴(kuò)大工藝范圍。</p&

28、gt;<p>　　（3）提高加工精度。</p><p>　?。?）提高自動(dòng)化程度。</p><p>　　（5）提高專用機(jī)床及其自動(dòng)線的可調(diào)性，廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù)。</p><p>　　（6）發(fā)展柔性系統(tǒng)。</p><p>　　1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　?。?）主要研究?jī)?nèi)容：

29、</p><p>　　1) 查閱相關(guān)資料完成總體方案的分析與論證；</p><p>　　2) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；</p><p>　　3) 典型零件設(shè)計(jì)。</p><p><b>　?。?）目標(biāo)和要求：</b></p><p>　　1） 攻變速器殼體結(jié)合面上M8-6Hmm螺紋孔10個(gè)，其位置度為φ0.

30、3mm</p><p>　　2）攻軸承孔端面上M8-6Hmm螺紋孔4個(gè)，其位置度為φ0.3mm。</p><p><b>　?。?）特色</b></p><p>　　本課題要求學(xué)生在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上理解與分析技術(shù)要求，在教師指導(dǎo)下綜合運(yùn)用力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、檢測(cè)技術(shù)和CAD、CAE等知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，培

31、養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)檢索分析能力和產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力及科學(xué)研究的工程基本能力。</p><p><b>　?。?）成果形式價(jià)值</b></p><p>　　1) 總裝圖及典型零件圖（四張零件圖紙）；</p><p>　　2) 文獻(xiàn)資料分析報(bào)告（含1——2篇外文翻譯）；</p><p><b>　　3) 設(shè)計(jì)說明書。</

32、b></p><p>　　第2章 專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 專用機(jī)床工藝方案的確定</p><p>　　2.1.1 確定專用機(jī)床工藝方案的基本原則</p><p>　?。?）粗、精加工分開原則</p><p>　　粗、精加工分開有以下幾種含義：</p><p>　　1

33、）在同一臺(tái)多工位機(jī)床上，粗、精加工工序分開在相隔工位數(shù)較多的兩個(gè)位置上進(jìn)行，使粗加工切削熱有足夠的冷卻時(shí)間，避免其影響精加工的精度。此外，粗、精加工的夾具通常也要分開考慮。</p><p>　　2）粗、精加工分開在自動(dòng)線或流水線相隔機(jī)床數(shù)較多的兩臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行，這樣既可以避免粗加工的切削熱影響精加工，又可以避免粗加工時(shí)的振動(dòng)和夾壓變形對(duì)精加工的影響，機(jī)床簡(jiǎn)單。但是這樣往往會(huì)造成機(jī)床臺(tái)數(shù)、占地面積和投資增大，因此要綜

34、合考慮，以使方案達(dá)到最優(yōu)。</p><p><b>　　（2）工序集中原則</b></p><p>　　工序集中是近代機(jī)械加工的主要發(fā)展方向之一。專用機(jī)床正是基于這一原則發(fā)展起來的，即運(yùn)用多刀（相同軸不同刀具）集中在一臺(tái)機(jī)床上完成一個(gè)或幾個(gè)工件的不同表面的復(fù)雜工藝過程，從而有效的提高生產(chǎn)率。因此，擬定方案時(shí)，在保證加工質(zhì)量和操作維修方便的前提下同時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)膶⒐ば蚣小?/p>

35、但是，工序過于集中會(huì)使機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加設(shè)計(jì)難度和制造難度。因此綜合考慮這幾方面因素很重要。一般原則如下：</p><p>　　1）適當(dāng)考慮相同類型的工序的集中</p><p>　　在許可條件下，把相同工序集中在一臺(tái)機(jī)床或同一工位上加工，能簡(jiǎn)化工作循環(huán)和工裝結(jié)構(gòu)。如：集中攻螺紋、集中深孔加工工序、適當(dāng)集中鏜孔工序、適當(dāng)集中一般的鉆、鉸工序等。這樣不僅便于統(tǒng)一潤(rùn)滑，還有利于簡(jiǎn)化主軸傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)

36、計(jì)。</p><p>　　2）有相對(duì)位置精度要求的工序應(yīng)集中加工</p><p>　　如箱體各面上主要的傳動(dòng)軸孔相互間有嚴(yán)格的位置精度要求，為避免二次安裝誤差影響和便于機(jī)床的調(diào)整與找正，這類孔的精加工應(yīng)集中起來，在一次安裝下進(jìn)行。</p><p>　　2.1.2 加工工藝分析</p><p>　　從第一章設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容中可知，設(shè)計(jì)要求專用機(jī)床主

37、要用來加工變速器殼體結(jié)合面的螺紋孔。因此，對(duì)變速器殼體進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，被加工零件屬于箱體類零件，只是攻螺紋，所以在一道工序中完成加工任務(wù)，以滿足工序集中原則。由于主軸箱內(nèi)主軸的尺寸還沒有確定，因此無(wú)法確定軸間最小距離。故先按照一道工序設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　本工序加工零件為箱體零件，箱體類零件是機(jī)械加工中工序多、精度要求高的零件。這類零件

38、在加工孔和螺紋時(shí)，定位基準(zhǔn)通常選用“一面雙銷”的方法。它的特點(diǎn)是：</p><p>　?。?）可以簡(jiǎn)便地消除工件的6個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位。</p><p>　?。?）有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。</p><p>　?。?）“一面雙銷”可作為零件從粗加工到精加工的全部工序的定位基準(zhǔn)，使整個(gè)過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，

39、從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各工序的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期。降低成本。</p><p>　?。?）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切屑落于定位基面上。</p><p>　　為了保證加工精度及技術(shù)要求作為定位基準(zhǔn)的平面和銷孔必須規(guī)定相應(yīng)的尺寸精度和表面粗糙度及位置精度。通常，銷孔為H7級(jí)精度，中心距公差一般為±0.0

40、3-0.1mm。這里選擇了±0.036mm。定位平面的平面度公差選擇了±0.08mm。表面粗糙度Ra=0.16mm。</p><p>　　在選擇定位銷時(shí)根據(jù)工件的重量不同對(duì)銷孔直徑也有一定要求，其選取標(biāo)準(zhǔn)見表2-1。工件質(zhì)量為13kg，故定位銷孔選擇12mm。</p><p>　　表2-1定位銷孔直徑尺寸</p><p>　　2.2 專用機(jī)床切削

41、用量的確定</p><p>　　在專用機(jī)床工藝方案確定的過程中，工藝方法和關(guān)鍵工序的切削用量選擇十分重要。切削用量選擇的是否合理，對(duì)專用機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式及工作可靠性均有較大影響。專用機(jī)床切削用量選擇應(yīng)注意到以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其性能；</p><p>　?。?）復(fù)合刀具切削用量選擇

42、應(yīng)該考慮刀具使用壽命；</p><p>　　（3）選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量的要求，又要保證刀具一定得耐用度要求；</p><p>　?。?）切削用量的選擇應(yīng)有利于主軸箱設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）確定切削用量時(shí)還需考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能。</p><p>　　2.2.1 切削用量的選擇</p><p>

43、;　　本工序中加工的螺紋孔直徑、螺距均相同，可以選擇相同的切削用量。切削用量的選擇通常使用查表法。螺紋加工的切削用量見表2-2。被加工零件的材料為灰鑄鐵HT200，所以切削速度為2.5-5m/min。選擇v=3.768m/min，即n=150r/min。進(jìn)給量f=1.5mm/r。</p><p>　　表2-2切削用量參照表</p><p>　　2.2.2 確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀

44、具壽命</p><p>　　根據(jù)選定的切削用量，確定切削扭矩，用于確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用于選擇主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率；確定刀具壽命，可以檢驗(yàn)所選切削用量或刀具是否合理。</p><p>　　查表2-3可知攻螺紋時(shí)切削力、切削扭矩、切削功率、刀具壽命的計(jì)算公式。</p><p>　　下面利用表中的公式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>

45、;　　（1）切削轉(zhuǎn)矩 =1.95×81.4×1.51.5=50N.mm；</p><p>　　（2）切削功率 =90×3.14/9741×3.14×8×10-3=0.06KW；</p><p>　　（3）刀具壽命 =11.4×82×0.77/3.141.67/1.252=55min；</p>

46、<p>　　表2-3切削力、切削扭矩、切削功率、刀具壽命的計(jì)算公式表</p><p>　　其中D——加工直徑（mm） pw————工件螺距（mm） KT————修正系數(shù)取0.77</p><p>　　第3章 專用機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　3.1

47、.1主軸箱的用途與分類</p><p>　　主軸箱是專用機(jī)床的重要組成部件之一。按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸的位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部件傳遞給各工作主軸，是指得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。</p><p>　　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、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)力源于通用動(dòng)力箱。</

48、p><p>　　主軸箱一般具有很多根軸，是對(duì)一系列孔進(jìn)行加工。大也有單軸，以鏜孔居多。</p><p>　　主軸箱按結(jié)構(gòu)大小可分為大型主軸箱、小型主軸箱和專用主軸箱三大類。大型主軸箱又可分為通用主軸箱和標(biāo)準(zhǔn)主軸箱兩種。通用主軸箱結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動(dòng)件。專用主軸箱結(jié)構(gòu)特殊，常需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，因此，其傳動(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.1.2主軸

49、箱的組成</p><p>　　大型通用主軸箱在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，常見的有：</p><p>　?。?）鉆削類主軸箱；</p><p>　?。?）攻絲類主軸箱；</p><p>　　（3）鉆、攻復(fù)合主軸箱。</p><p>　　通用主軸箱由通用零件，如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、軸套和附加機(jī)構(gòu)等組成。</p>

50、<p>　　在主軸箱體內(nèi)腔，可以安排兩排32mm寬的齒輪或者三排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排（后蓋90mm厚時(shí)）30mm寬的齒輪或兩排（后蓋厚125mm時(shí)）24mm寬的齒輪。</p><p>　　3.1.3主軸箱通用部件</p><p><b>　　(1)通用箱體。</b></p><p>　　鑄鐵的通用箱體、前

51、蓋、后蓋，由于寬度和高度不同，各有14中規(guī)格。主軸箱基本尺寸已經(jīng)在前一章中已經(jīng)確定。即：標(biāo)準(zhǔn)厚度180mm；前蓋55mm；后蓋125mm；寬度500mm；高度400mm。</p><p>　　(2)通用主軸以及傳動(dòng)軸</p><p><b>　　1)通用主軸</b></p><p>　　通用主軸按用途不同分為鉆削類主軸和攻絲主軸兩大類。攻絲類主

52、軸按支承型式分為前后支承均為圓錐滾子軸承主軸和前后支承均為推力球軸承和無(wú)內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸兩種。</p><p>　　通用主軸的參數(shù)在上一章已經(jīng)確定外伸長(zhǎng)度120mm；外伸直徑D/d1=38/20；圓錐滾子軸承主軸直徑為20mm。主軸的最小軸間距見表3-1。由表知主軸直徑為20mm的圓錐滾子軸承主軸的最小軸間距為48mm。從零件圖上得知軸間的最小距離為48mm。滿足要求，所以所有的螺紋可以在一道工序中完成。<

53、;/p><p>　　表3-1圓錐滾子軸承通用主軸最小軸間距</p><p><b>　　2)通用傳動(dòng)軸</b></p><p>　　通用傳動(dòng)軸按其用途和支撐的不同，分為滾錐傳動(dòng)軸、滾針傳動(dòng)軸、埋頭傳動(dòng)軸、手柄軸、油泵傳動(dòng)軸、攻絲用蝸桿軸六種。表3-2所示為通用傳動(dòng)軸的系列參數(shù)。初步選定傳動(dòng)軸直徑為20mm。</p><p>

54、<b>　　3)通用齒輪</b></p><p>　　主軸箱通用齒輪有傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力頭齒輪和電機(jī)齒輪三種，三種材料均為45鋼，齒部進(jìn)行高頻淬火。其主要參數(shù)見表3-3。由于主軸箱后蓋的厚度為125mm，所以動(dòng)力箱齒輪為A型。傳動(dòng)齒輪根據(jù)設(shè)計(jì)過程中安排按表選擇。</p><p>　　表3-2通用傳動(dòng)軸的系列參數(shù)</p><p>　　表3-3通用齒輪

55、系列參數(shù)</p><p>　　3.2主軸箱的設(shè)計(jì)步驟和方法</p><p>　　主軸箱是專用機(jī)床的重要部件之一，他的好壞關(guān)系到整體機(jī)床的質(zhì)量好壞。</p><p>　　目前主軸箱的設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。本次設(shè)計(jì)應(yīng)用一般設(shè)計(jì)法，其順序是：繪制主軸箱原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸尺寸及齒輪模數(shù)；擬定傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)；繪制坐標(biāo)檢查圖；繪

56、制主軸箱總圖、零件圖及編制組件明細(xì)表。本機(jī)床中有兩個(gè)主軸箱，現(xiàn)具體說明其中的十軸聯(lián)動(dòng)多軸箱，具體設(shè)計(jì)如下：（四軸聯(lián)動(dòng)多軸箱設(shè)計(jì)類似）</p><p>　　3.2.1 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖</p><p>　　主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的，如圖3-1，其主要內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下：</p><p>　?。?）根據(jù)機(jī)床尺寸圖繪制主軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸

57、及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。</p><p>　?。?）根據(jù)尺寸聯(lián)系圖和加工示意圖，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。</p><p>　?。?）根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。</p><p>　?。?）列表標(biāo)明工件材料、加工表面要求，并注明主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸長(zhǎng)度等。詳見表3-4</p><p&

58、gt;　?。?）標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及性能參數(shù)等。</p><p>　　表3-4主軸切削用量、軸號(hào)、主軸外伸尺寸參數(shù)表</p><p>　　圖3-1 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖</p><p>　　3.2.2 主軸結(jié)構(gòu)、軸頸尺寸及齒輪模數(shù)的確定</p><p>　　(1)主軸型式和直徑的確定</p><p>　　主軸型式和直徑主

59、要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削扭矩。攻螺紋主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)做軸向移動(dòng)，為獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙健結(jié)構(gòu)，不用軸向定位。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。攻絲主軸直徑查表3-5選為20mm，傳動(dòng)軸直徑可參照主軸直徑大小初步選定為20mm。待傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再驗(yàn)算某些關(guān)鍵軸。</p><p>　　表3-5攻絲主軸直徑的確定</p><p&g

60、t;　　(2)齒輪模數(shù)的確定</p><p>　　齒輪模數(shù)一般用類比法確定，主軸箱中的模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4幾種。為便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。由于零件的尺寸較小，為防止所選的齒輪齒數(shù)過少，發(fā)生根切或者沒有合適的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，先初步選擇模數(shù)為2，然后，在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)實(shí)際情況最終確定其大小。</p><p>　　3.2.3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的確定</p&g

61、t;<p>　　主軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的位置和轉(zhuǎn)速、各主軸的轉(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，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。</p><p>　　(1)對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求</p><p>　　1)保證主軸強(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)中心矩不

62、符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用變位齒輪或略微改變傳動(dòng)比的方法解決。</p><p>　　2)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>　　3)使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要1/2，后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取1：3—1：3.5；盡量避免升速傳動(dòng)。</p><p>　　4)于粗加工的齒輪，應(yīng)盡量安排在第Ⅰ排，減少主軸扭轉(zhuǎn)變形，精加工主軸上的齒

63、輪應(yīng)該盡量設(shè)置在第Ⅲ排，一減少主軸端的彎曲變形。</p><p>　　5)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來麻煩。</p><p>　　主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)過程中，如果第Ⅰ—Ⅳ排不夠用，可以增加排數(shù)。</p><p>　　(2)擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法</p><p>　　擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能分

64、布在幾個(gè)同心圓上，在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸；非同心圓分布的一些主軸，也可以設(shè)置中間傳動(dòng)軸；然后根據(jù)已選定的各中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；最后通過合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟可簡(jiǎn)述如下：</p><p>　　1)將主軸劃分為各種分布類型</p><p>　　被加工零件上加工孔的位置是多種多樣的，但大致可歸為同心圓分布、直線分

65、布和任意分布三種類型。因此主軸箱上主軸分布也分為這三種類型。</p><p>　　2)確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置</p><p>　　驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可按動(dòng)力箱型號(hào)選定；當(dāng)采用動(dòng)力滑臺(tái)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向可以任意選定；其中心高度則決定于所選動(dòng)力箱的規(guī)格型號(hào)。其中心位置在機(jī)床尺寸聯(lián)系圖中已確定。</p><p>　　3)盡量用最少的傳動(dòng)軸及齒輪副把驅(qū)動(dòng)軸和各主

66、軸連接起來。</p><p>　　(2)傳動(dòng)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)</p><p>　　擬定傳動(dòng)路線。如圖3-1所示各主軸位置已經(jīng)確定，下面結(jié)合主軸分布的三種類型對(duì)其進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)。0軸為驅(qū)動(dòng)軸，現(xiàn)根據(jù)主軸分布特點(diǎn)擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案如下：</p><p>　　1、3分布在同一直線上，用一根傳動(dòng)軸15傳動(dòng)，傳動(dòng)軸中心位于兩軸中心連線的垂直平分線上。由于零件尺寸較小同時(shí)可以帶動(dòng)軸2

67、；</p><p>　　4、5軸直線分布，可以用一根傳動(dòng)軸17帶動(dòng)，軸的中心在兩軸中心連線的平分線上；</p><p>　　6、7分布在同一直線上，用一根傳動(dòng)軸18帶動(dòng)，軸的中心在兩軸中心連線的平分線上；</p><p>　　8、10分布在同一直線上，用一根傳動(dòng)軸16傳動(dòng)，傳動(dòng)軸中心位于兩軸中心連線的垂直平分線上。由于零件尺寸較小同時(shí)可以帶動(dòng)軸9；</p>

68、;<p>　　15、16、17、18也可以找到相同的圓心，也可以用一根傳動(dòng)軸19帶動(dòng)，軸中心位于同心圓的圓心；</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)完成，至于其合理性和具體位置安排要結(jié)合中心距，齒輪模數(shù)和齒數(shù)的限制在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中調(diào)節(jié)，確定。</p><p>　　(4)確定傳動(dòng)軸位置、齒輪齒數(shù)以及校核</p><p>　　1)確定傳動(dòng)軸15的位置及各齒

69、輪齒數(shù)。傳動(dòng)軸15在主軸1、3的軸中心連線的垂直平分線上，同時(shí)由于帶動(dòng)主軸2，取其與主軸2的中心距為51mm，測(cè)量得到傳動(dòng)軸15與主軸1、3的中心距為70mm。各主軸轉(zhuǎn)速相同，若取m=2，Z2=17，并按公式（3-1）、（3-2）、（3-3）依次求得齒數(shù)Z1′、Z2′、Z3′和轉(zhuǎn)速n15。</p><p>　　n主= n從/u= n從Z從/ Z主； (3-1)<

70、;/p><p>　　Z主=2A/m- Z從=2Au/m(1+u)； (3-2)</p><p>　　Z從=2A/m- Z主=2Am/u(1+u)； (3-3)</p><p>　　所以 Z2′=2A/m- Z2=2×51/2-17=34；（設(shè)在第Ⅱ排）</p>&

71、lt;p>　　n15= n4 Z2′/ Z2=125×34/17=250r/min；</p><p>　　Z1= Z3=2Au/m(1+u)=2*70*2/2/（1+2）=46.6，取Z1、 Z2為46。</p><p>　　Z1′= Z3′=2A/m- Z1=2×70/2-46=24，（設(shè)在第Ⅲ排），由于主軸轉(zhuǎn)速相同，所以取 Z1′= Z3′=23。 所以A15

72、-1= A15-3=70mm為非標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪需要變位。下面先分別計(jì)算它們的總變位量：</p><p>　　△A15-1= △A15-3=A15-1- A=70-69=1=0.5×2；</p><p>　　即，變位系數(shù)為+0.5。查變位系數(shù)表 表3-6確定變位齒輪個(gè)數(shù)。與表對(duì)照，兩變位系數(shù)均小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒輪</p><p>　　變位即可

73、湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。變位齒輪選擇主軸1、3上的齒輪。</p><p>　　表3-6齒輪的極限變位系數(shù)ξ限</p><p>　　2)確定傳動(dòng)軸16的位置及各齒輪齒數(shù)。傳動(dòng)軸16用來帶動(dòng)主軸8、9、10。位于主軸8、10的軸中心連線的垂直平分線上，并距主軸9的軸中心距離為51mm，量得距主軸8、10的軸中心為70mm。取m=2，Z9=17。并按公式（3-1）、（3-2）、（3-3）依次求得齒數(shù)Z

74、8′、Z9′、Z10′和轉(zhuǎn)速n16。</p><p>　　Z9′=2A/m- Z9=2×51/2-17=34；（設(shè)在第Ⅲ排）</p><p>　　n16= n9 Z9′/ Z9=125×34/17=250r/min；</p><p>　　Z8=Z10=2Au/m(1+u)=2*70*2/2/（1+2）=46.6，取Z8、 Z10為46。</

75、p><p>　　Z8′= Z10′=2A/m- Z8=2×70/2-46=24，（設(shè)在第Ⅱ排），由于主軸轉(zhuǎn)速相同，所以取 Z8′= Z10′=23。 所以A16-8= A16-10=70mm為非標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪需要變位。下面先分別計(jì)算它們的總變位量：</p><p>　　△A16-8= △A16-10=A16-8- A=70-69=1=0.5×2；</p>&

76、lt;p>　　即，變位系數(shù)為+0.5。查變位系數(shù)表 表3-6確定變位齒輪個(gè)數(shù)。與表對(duì)照，兩變位系數(shù)均小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒輪變位即可湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。變位齒輪選擇主軸8、10上的齒輪。</p><p>　　3)確定傳動(dòng)軸19的位置及各齒輪齒數(shù)。傳動(dòng)軸19帶動(dòng)主軸15、16、17、18，取其為同心圓的圓心，若傳動(dòng)軸15，16，17，18對(duì)稱設(shè)置，則傳動(dòng)軸19在傳動(dòng)軸15、16的軸心連線垂直平分線上，

77、取其到軸15、16、17、18軸中心的距離為57mm。若取m=2，Z15= Z16= Z17= Z18=19。并按公式（3-1）、（3-2）、（3-3）依次求得齒數(shù)Z15′、Z16′、Z17′、Z18′和轉(zhuǎn)速n19。</p><p>　　Z15′= Z16′= Z17′= Z18′=2A/m- Z15= 38（Z15′、 Z17′設(shè)在第Ⅰ排Z16′、 Z18′設(shè)在第Ⅳ排）</p><p>

78、　　n19= n15Z15′/ Z15=500r/min。</p><p>　　4)確定傳動(dòng)軸17的各齒輪齒數(shù)。測(cè)量得A17-4=51mm，A17-5=79.1。若選取m=2，Z4=17，Z5= 26。A17-5為非標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪需要變位，下面先分別計(jì)算它們的總變位量：</p><p>　　△A17-5= A17-5- A=79.1-78=1.1=2*0.55</p>&l

79、t;p>　　即，變位系數(shù)為+0.55。查變位系數(shù)表 表3-6確定變位齒輪個(gè)數(shù)。與表對(duì)照，變位系數(shù)小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒輪變位即可湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。變位齒輪選擇主軸5上的齒輪。下面按公式（3-1）、（3-2）、（3-3）依次求得齒數(shù)Z4′、Z5′、和轉(zhuǎn)速n17。即：</p><p>　　Z4′=2A/m- Z4=2×51/2-17=34 ；（設(shè)在第Ⅳ排）</p><p&

80、gt;　　Z5′=2A/m- Z5=2×78/2-26=52 ；（設(shè)在第Ⅱ排）</p><p>　　n17= n4Z4′/ Z4=250r/min</p><p>　　5)確定傳動(dòng)軸18的各齒輪齒數(shù)。測(cè)量得A18-7=51mm，A18-6=79.1。若選取m=2，Z7=17，Z6= 26。A17-6為非標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪需要變位，下面先分別計(jì)算它們的總變位量：</p>

81、<p>　　△A17-6= A17-6- A=79.1-78=1.1=2*0.55</p><p>　　即，變位系數(shù)為+0.55。查變位系數(shù)表 表3-6確定變位齒輪個(gè)數(shù)。與表對(duì)照，變位系數(shù)小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒輪變位即可湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。變位齒輪選擇主軸6上的齒輪。下面按公式（3-1）、（3-2）、（3-3）依次求得齒數(shù)Z6′、Z7′、和轉(zhuǎn)速n18。即：</p><p&g

82、t;　　Z7′=2A/m- Z7=2×51/2-17=34 ；（設(shè)在第Ⅰ排）</p><p>　　Z6′=2A/m- Z6=2×78/2-26=52 ；（設(shè)在第Ⅲ排）</p><p>　　n18= n4Z6′/ Z6=250r/min</p><p>　　6)驅(qū)動(dòng)軸的齒輪齒數(shù)及與之配合的齒輪齒數(shù)的確定。驅(qū)動(dòng)軸的齒輪齒數(shù)是有標(biāo)準(zhǔn)的這在前面已經(jīng)提到過

83、，這里就不在復(fù)述了，其轉(zhuǎn)數(shù)為500r/min。其齒數(shù)為21，模數(shù)m=3，與之配合的齒輪安裝在傳動(dòng)軸19上，由前面的計(jì)算中知道 n 19=500r/min。要實(shí)現(xiàn)1：1的傳動(dòng)比，所以與之配合的齒輪齒數(shù)為21。寬度為32mm。根據(jù)表4-3知傳動(dòng)軸19直徑為25mm。</p><p>　　傳動(dòng)設(shè)計(jì)的全部齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)格標(biāo)在傳動(dòng)系統(tǒng)圖3-2中，最后計(jì)算各主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速見表3-7。傳動(dòng)軸的坐標(biāo)

84、計(jì)算結(jié)果見表3-8。</p><p>　　圖3-2 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖</p><p>　　表3-7各主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速</p><p>　　表3-8 傳動(dòng)軸的坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果</p><p><b>　　7)對(duì)傳動(dòng)軸的校核</b></p><p>　　由于在設(shè)計(jì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，初步選定了軸徑。所以，傳

85、動(dòng)系統(tǒng)擬定后，應(yīng)對(duì)總體設(shè)計(jì)和傳動(dòng)設(shè)計(jì)中選定的傳動(dòng)軸進(jìn)行驗(yàn)算，校核是否滿足工作要求。</p><p>　　校核過程采用傳動(dòng)軸強(qiáng)度的粗略計(jì)算法。對(duì)于傳動(dòng)軸來說，把軸看成受純扭矩作用，不考慮彎矩影響，而采用較低的材料許用應(yīng)力的一種強(qiáng)度計(jì)算方法，即扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算法。</p><p><b>　　驗(yàn)算傳動(dòng)軸直徑</b></p><p>　　傳動(dòng)軸所承受的總

86、轉(zhuǎn)矩可以由下式進(jìn)行計(jì)算:</p><p>　　T總=T1U1+T2U2+…+TnUn</p><p>　　其中 Tn——是作用在第n根主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為kg.mm，Tn=974Pn/n，；</p><p>　　Un——傳動(dòng)軸至第n根主軸之間的傳動(dòng)比。</p><p>　　驗(yàn)算各傳動(dòng)軸直徑計(jì)算如下：</p><p&g

87、t;　　軸[15] T15=3 Ti1 Un =3×500×1/2=750kg.mm</p><p>　　按表3-9，取d=20mm即可。</p><p>　　軸[16] T16=3 Ti1 Un =3×500×1/2=750kg.mm</p><p>　　按表3-9，取d=20mm即可。</p>

88、<p>　　軸[17] T17=2Ti1 Un =2×500×1/2=500kg.mm</p><p>　　按表3-9，取d=20mm即可。</p><p>　　軸[18] T18=2 Ti1 Un =2×500×1/2=500kg.mm</p><p>　　按表3-9，取d=20mm即可。<

89、/p><p>　　軸[19] T119=2 Ti1 Un +2Ti1 Un ==2×500×1/2+2×750×1/2=1250kg.mm</p><p>　　按表3-9，取d=20mm即可。由于齒輪限制選擇為d=25mm。</p><p>　　經(jīng)過計(jì)算得到的傳動(dòng)軸直徑與之前初步選擇的直徑相吻合，所以，傳動(dòng)軸能承受扭矩實(shí)現(xiàn)

90、傳動(dòng)，符合要求。</p><p>　　表3-9 軸能承受的扭矩</p><p>　　注：允許扭轉(zhuǎn)角[Ф]的適用對(duì)象，推薦如下：剛性主軸，取[Ф]=1/4；非剛性主軸，取[Ф]=1/2；傳動(dòng)軸[Ф]=1。</p><p>　　8)對(duì)齒輪嚙合關(guān)系的校核</p><p>　　在前面已經(jīng)分別列出了主軸和傳動(dòng)軸的坐標(biāo)，在這里根據(jù)它們的坐標(biāo)列出坐標(biāo)驗(yàn)算表

91、以檢驗(yàn)齒輪布置的合理性。見表3-10。表中，A實(shí)是按坐標(biāo)算出的中心距，A是按傳動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑算出的中心距，△A是兩者的差值，經(jīng)檢驗(yàn)，差值與前面變位齒輪計(jì)算中確定的差值完全符合，所以，齒輪布置是合理的。</p><p>　　五、主軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算</p><p>　　主軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括主軸箱所需的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后，主軸所需功率P主軸箱按下列公式計(jì)算：</p>

92、<p>　　P主軸箱= P切削+ P空轉(zhuǎn)+ P損失=ΣP切削i+ΣP空轉(zhuǎn)i+ΣP損失i</p><p>　　式中 P切削——切削功率，單位為KW；</p><p>　　P空轉(zhuǎn)——空轉(zhuǎn)功率，單位為KW；</p><p>　　P損失——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為KW。</p><p>　　由前面計(jì)算知各主軸切削功率相同都是0.

93、06KW，每根軸的空轉(zhuǎn)功率可按表3-11確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1%。根據(jù)表中數(shù)據(jù)</p><p>　　P主軸箱= P切削+ P空轉(zhuǎn)+ P損失=ΣP切削i+ΣP空轉(zhuǎn)i+ΣP損失i</p><p>　　=10×0.06+10×0.009+4×0.018+0.054+0.054+16×0.06×0.01=0.823KW。&

94、lt;/p><p>　　由于攻絲類主軸進(jìn)給力很小所以在這里不做計(jì)算。</p><p>　　表3-10坐標(biāo)驗(yàn)算表</p><p>　　3-11軸的空轉(zhuǎn)功率</p><p>　　2.3.4繪制坐標(biāo)檢查圖</p><p>　　前一節(jié)各軸的坐標(biāo)已經(jīng)計(jì)算完成，需要繪制坐標(biāo)及傳動(dòng)關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的正確性，如圖3-3所示

95、：</p><p>　　圖3-3 主軸箱坐標(biāo)檢查圖</p><p>　　3.3 繪制主軸箱總圖以及裝配明細(xì)表</p><p>　　主軸箱總圖繪制方法及其特點(diǎn)</p><p><b>　　(1)主視圖</b></p><p>　　用點(diǎn)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)注羅馬數(shù)字

96、表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。</p><p><b>　　(2)展開圖</b></p><p>　　每根軸、軸承、齒輪等組件可只畫軸線上邊或下邊一半，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(hào)；在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。</p><p><b>　　3.3.1主視圖

97、</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算繪制主軸箱主視圖，詳見主軸箱主視圖。</p><p>　　3.3.2主軸箱展開圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算繪制主軸箱展開圖，編制裝配明細(xì)表，詳見主軸箱展開圖。</p><p>　　第4章 主要部件的選擇和設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇<

98、;/p><p>　　電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用于轉(zhuǎn)子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。</p><p>　　4.1.1主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　（1）電動(dòng)機(jī)功率的選擇在主軸箱尚未設(shè)計(jì)出來之前，可按下面公式進(jìn)行估算：</p><p>　　P主軸箱=P切削/η<

99、/p><p>　　P切削——消耗于各主軸的切削功率之和，單位kW；</p><p>　　η——主軸箱的傳動(dòng)效率，當(dāng)主軸箱少于15根軸時(shí)，η=0.9，主軸多于15根時(shí)，η=0.8。在本次設(shè)計(jì)中大主軸箱主軸為10根，小主軸箱主軸為4根，因此選擇η=0.9。</p><p>　　由于各主軸加工的螺紋孔直徑相同，因此，各主軸消耗的切削功率相同，所以，P切削= ∑Pi；其中Pi為

100、第i根主軸的切削功率，前面已經(jīng)計(jì)算過Pi=0.06kW，代入公式計(jì)算得P切削=0.6 kW。所以P主軸箱=0.6/0.9=0.67 kW。所選的電動(dòng)機(jī)最大功率是1.5 kW。能滿足要求。</p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇參考前一章各軸的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速150r/min。</p><p>　　為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，省去減速器的設(shè)計(jì)，采用上海歐傳傳動(dòng)機(jī)械有限公司的功率為1.5kw，轉(zhuǎn)速為300r/m

101、in的電動(dòng)機(jī)（帶減速器）GH32-1.5-5S。主要參數(shù)如表4-1和表4-2。</p><p><b>　　表4-1性能參數(shù)</b></p><p><b>　　表4-2尺寸參數(shù)表</b></p><p>　　4.1.2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€

102、位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 </p><p>　　為

103、了確保攻絲進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，在此選擇步進(jìn)電機(jī)與絲杠、導(dǎo)軌和工作臺(tái)配合，從而完成攻絲。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)，絲杠幾乎不受徑向力，所以步進(jìn)電機(jī)提供給絲杠的轉(zhuǎn)矩不需太大，保守起見，選擇南京華興電機(jī)有限公司的42BYG4502型方形步進(jìn)電機(jī)，保持轉(zhuǎn)矩0.17 N.mm。</p><p>　　4.2絲杠和導(dǎo)軌的選擇</p><p>　　4.2.1絲杠的選擇</

104、p><p>　　滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 </p><p>　　絲杠有效行程=300mm，工作臺(tái)最高移動(dòng)速度=14（m/m

105、in），摩擦系數(shù)μ=0.1，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速=1800（r/min），最大行程內(nèi)行程誤差小于0.02mm，300mm行程內(nèi)行程誤差小于0.02mm，工件與卡具最大重量總合為100kg ，重力加速度g=9.8m/s2，絲杠的平均轉(zhuǎn)速為266r/min,刀具切削加工時(shí)的平均切削力的水平分力忽略不計(jì)，最大轉(zhuǎn)矩是500N.mm ，軸向分力是1600N，切向分力是</p><p>　　(1)計(jì)算絲杠摩擦阻力</p>

106、<p><b>　　取</b></p><p>　　(2)確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程。 根據(jù)題目給定條件，步進(jìn)電機(jī)直接與滾珠絲杠副連接，其傳動(dòng)比為1。 所以則有：===0.0078m=7.8mm</p><p>　　根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS 3408-2-1991或GB/T17587.2-1998，確定絲杠的基本導(dǎo)程為大于8mm。 </p>

107、<p>　　(3)根據(jù)平均負(fù)載計(jì)算滾珠絲杠副的最大動(dòng)載荷，硬度系數(shù)取1.0。 設(shè)滾珠絲杠副在工作時(shí)的平均工作載荷為=。</p><p>　　滾珠絲杠壽命系數(shù)為L(zhǎng)==8250（萬(wàn)轉(zhuǎn)）</p><p><b>　　==4800N</b></p><p>　　根據(jù)要求選1.2，選1.0，取200N。</p><p>

108、;　　(4)結(jié)合最大靜載荷，從附表中選擇絲杠并寫出絲杠的參數(shù)：絲杠的型號(hào)，公稱直徑，絲杠底 徑，導(dǎo)程，循環(huán)圈數(shù)，額定動(dòng)載荷，額定靜載荷，螺母的總長(zhǎng)。所以選擇：上海保良公司SFV05010-4.8型絲杠，其公稱直徑93mm，絲杠底徑50mm，導(dǎo)程5mm， 額定動(dòng)載荷7222(N)，額定靜載荷1773(N)，螺母的總長(zhǎng)60mm。</p><p>　　(5)確定絲杠的螺紋長(zhǎng)度（單邊預(yù)留余量為100mm）。?</p

109、><p>　　??????? =250+60+200=510mm</p><p>　　(6)選定滾珠絲杠符的精度等級(jí)（根據(jù)國(guó)標(biāo)JB/T3162.2-1982）。</p><p>　　根據(jù)要求，最大行程內(nèi)行程誤差小于0.02mm，選擇3級(jí)精度。</p><p>　　4.2.2導(dǎo)軌的選擇</p><p>　　導(dǎo)軌:金屬或其它

110、材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動(dòng)裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　根據(jù)估算工作臺(tái)及其所裝部件的質(zhì)量，導(dǎo)軌所受基本靜負(fù)荷約為1000N。現(xiàn)在選定上海保良精密傳動(dòng)設(shè)備有限公

111、司的HGH30CA型線性滑軌，其基本靜額定負(fù)荷是56.19kN,基本動(dòng)額定負(fù)荷是38.75kN。</p><p>　　4.3帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)整體設(shè)計(jì)的要求，本機(jī)床需要設(shè)計(jì)兩個(gè)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)全為1：1，現(xiàn)選用梯形同步帶并詳細(xì)說明電動(dòng)機(jī)與多軸箱（1）之間的同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)與多軸箱2之間的同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與此類似。</p><p>

112、;　　電動(dòng)機(jī)在前面已經(jīng)選定，功率是1.5kw，轉(zhuǎn)速是300r/min。</p><p>　?。?）確定計(jì)算功率：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)每天使用24小時(shí)左右，查表4-3得到工作情況系數(shù)=1.6。則計(jì)算功率為:2.4kw</p><p>　　（2）選定同步帶帶型和節(jié)距：</p><p>　　由同步帶選型圖4-1，現(xiàn)在選取H型帶（節(jié)距，基準(zhǔn)寬

113、度=76.2mm）。又根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2卷，表6.1-60c可知基準(zhǔn)額定功率是。</p><p>　　表4-3 工作情況系數(shù)看</p><p>　　圖4-1 同步帶選型圖</p><p>　?。?）選取主動(dòng)輪齒數(shù)：</p><p>　　查表4-4知道小帶輪最小齒數(shù)為14，現(xiàn)在選取小帶輪齒數(shù)為25。</p><p

114、>　?。?）小帶輪節(jié)圓直徑確定：</p><p><b>　　=101.1mm</b></p><p>　　表4-4 小帶輪最小齒數(shù)表</p><p>　　（5）大帶輪相關(guān)數(shù)據(jù)確定：</p><p>　　由于系統(tǒng)傳動(dòng)比為，所以大帶輪相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)與小帶輪完全相同。齒數(shù)，節(jié)距</p><p>

115、　?。?）帶速v的確定：</p><p>　?。?）初定周間間距：</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　現(xiàn)在選取軸間間距為153mm。</p><p>　?。?）同步帶節(jié)線長(zhǎng)確定：</p>&