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臥式組合鉆床設(shè)計 1 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 設(shè)計題目 臥式組合鉆床設(shè)計 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 臥式組合鉆床設(shè)計 2 目 錄 一 前言 1 二 設(shè)計任務(wù)及組合機床介紹 1 加工內(nèi)容及要求 2 2 工作循環(huán) 2 3 夾具設(shè)計方案 2 4 確定切削用量及刀具 2 5 確定切削力扭矩 功率及刀具耐用度 3 6 初定主軸直徑 4 7 主軸箱所需動力 5 三 組合機床總體設(shè)計 6 臥式組合鉆床設(shè)計 3 三圖一卡設(shè)計 6 主軸箱輪廓尺寸 9 傳動裝置潤滑 10 機床技術(shù)特性 10 計算生產(chǎn)率 10 四 組合機床主軸箱設(shè)計 12 1 原始依據(jù)圖 12 2 主軸結(jié)構(gòu)形式及動力計算 13 3 傳動方案 14 4 主軸箱的坐標(biāo)計算 19 5 主軸箱的潤滑及手柄軸位置 20 6 繪制裝配圖主軸箱 21 五 總結(jié) 30 六 參考資料 31 臥式組合鉆床設(shè)計 4 前 言 畢業(yè)設(shè)計是完成工程技術(shù)人員基本訓(xùn)練的最后一個重 要環(huán)節(jié) 目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)和基礎(chǔ)知識 獨立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力 在設(shè)計方案的 選定 設(shè)計資料的收集 手冊和國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范的運用 設(shè)計方案的應(yīng)用 零件圖及總裝圖的繪制等方面有一定較 全面的鍛煉 并使每個學(xué)生樹立起正確的設(shè)計思路和良好 臥式組合鉆床設(shè)計 5 的工作風(fēng) 一個零件的同一面上 往往有多個孔 如果在普通機 床上加工 通常要一個一個孔的鉆 生產(chǎn)率低下 同時 各加工孔的形狀和它的位置公差以及尺寸精度都難以保證 工人勞動強度大 特別是大批大量生產(chǎn)的工藝 更是大大 地增加了生產(chǎn)周期 而且成本也很高 為了克服多孔零件普通機床加工不利的一面 行之有 效的方案就是在普通機床的主軸上裝上多頭軸 但是對于 大型箱體零件 采用變種方案也不行 而采用組合鉆床才 是最佳方案 組合機床是按系列化 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的通用部件與按被 加工零件的形狀及加工工藝要設(shè)計的專用部件所組成的專 用機床 二 設(shè)計任務(wù)及組合機床介紹 1 加工內(nèi)容及要求 要求設(shè)計一臺組合鉆床 加工 175 型柴油機一 面上的六個孔 詳見加工工序圖 被加零件其材料為 HT200 硬度 HB170 220 毛坯為鑄件機械性能 GB5675 85 中有關(guān)于 HB200 的規(guī)定 年產(chǎn)量為 5 萬件 臥式組合鉆床設(shè)計 6 年 2 本臺機床為臥式單面組合鉆床 工作循環(huán)為 工 進 快 退切 入 快 進 3 夾具設(shè)計方案 全生產(chǎn)線采用通過式滾道輸送帶 根據(jù)被加工零件的 特定結(jié)構(gòu)以及考慮便于輸送和裝夾方便 從提高零件的加 工精度出發(fā) 生產(chǎn)線采用隨行夾具 隨行夾具以兩個銷孔和隨行夾具體 6 的基面在機床固 定夾具上定位 工件與機腳面和機腳面上的兩孔在隨行夾 具 上 由于工件定位平面不連續(xù) 因此隨行夾具的關(guān)部 位必具有硬度和高耐磨性 考慮該機床工件加工面的不同 要從夾具的兩個垂直方向輸送工件 幫夾具采用敞開式四 立柱結(jié)構(gòu) 隨行夾具輸送方向的兩側(cè)固定夾具上設(shè)置定位 板 而在輸送導(dǎo)板上設(shè)置 輸送方向上的限位裝置 使隨行夾具上定位準(zhǔn)確 插 銷順利 隨行夾具以其底面在兩塊等定位塊所構(gòu)成的平面 上 并以兩銷孔 一個賀柱銷和一個錐銷定位 實現(xiàn)一面 兩銷方式夾緊裝置采用浮動壓塊直接壓在工件上 臥式組合鉆床設(shè)計 7 采用一面兩銷定位消除了六個自由度 一個圓柱銷消 除 2 個自由度 x z 削邊銷消除 y 自由度 一面消除三 y x z 個自由度 4 確定切削用具量及選擇刀 根據(jù)本道工序的要求 刀具選擇 6 7 和 8 5 的麻花 鉆頭 材料為高速鋼 鋼號為 W6Mn5Cr4V2 查 組合機床設(shè)計 確定切削用量 5 確定切削用量 切削扭矩 切削功率及刀具耐用度 p 26 D f0 8 HB0 6 m 10 D fo 8 HB0 6 N m v 9740 D 工序 V m min S mm r N r min 鉆 6 7 16 0 13 760 鉆 8 5 17 6 0 15 659 臥式組合鉆床設(shè)計 8 式中 p 切削軸向力 d 鉆頭直徑 f 每轉(zhuǎn)進給量 m 切削扭矩 N 切削功率 V 切削速度 通常根據(jù)鉆孔深度考慮修正系數(shù) v B 公稱 KV HB 布氏 鉆 6 7 孔時 P 26 6 7 0 130 8 2000 6 818 1N M 10 6 71 9 0130 8 2000 6 1743N mm L p 16 6 7 2 388 取 KV 1 V 1 61 16m min N 1743 16 9740 6 7 0 136kw T 9600 6 70 25 16 0 130 55 2001 3 8 7003 鉆 8 5 孔時 P 26 8 5 0 150 8 2000 6 1164N M 10 8 51 9 0 13 2000 6 3072Mmm L D 28 8 5 3 8 KV 0 9 臥式組合鉆床設(shè)計 9 N 3072 17 60 9 9740 8 5 0 21Kw T 9600 8 50 25 17 60 55 2001 3 2802min 6 初定主軸直徑 查 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 p 36 公式 d 0 1B4 m 鉆 6 7 時即 1 2 軸 d 0 624 1743 取 d1 2 15 鉆時即 3 4 5 6 軸 d 0 624 3072 18 6mm 由于便于統(tǒng)一 取 d3 4 5 6 20mm 使傳動軸和主軸都取 d 20 便于選取軸承 7 主軸箱所需動力 W N n 2 0 136 4 0 208 1 104Kw P 2818 41164 6292KN 0 9 N 動 N 主 N 進 N 進 1 2Kw N 動 2 5kw 選取 JT4033 機械動力頭 驅(qū)動轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn) 分 動力滑臺選 3 號 液壓滑臺 HY32B 電機功率 N 3Kw 臥式組合鉆床設(shè)計 10 三 組合機床總體設(shè)計 三圖一卡的設(shè)計 1 工零件工序圖是組合機床的主要依據(jù) 細實線表示與本道 工序加工無關(guān)的部分 粗實線表示被加工部位精度 粗糙度 位置精度定位及夾壓方向 組合機設(shè)計 P 61 2 加工示意圖 標(biāo)記出夾具 刀具 工件的相互位置關(guān)系 組合機床設(shè)計 P 63 P 73 3 聯(lián)系尺寸圖 4 生產(chǎn)計算卡 A 繪制被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案 表示一臺 組合機床上完成的工藝內(nèi)容 加工部位的尺寸精度 技術(shù) 要求 定位基準(zhǔn) 夾壓部位 以及被加工零件的材料 硬 度和本機床加工毛坯情況的圖紙 它是在原有工件圖的基 礎(chǔ)上 以突出本機床或自動線加工內(nèi)容 工序圖是組合機 床設(shè)計的主要依據(jù) 也是制造 調(diào)試機床 檢查精度的重 要技術(shù)資料 內(nèi)容主要包括 a 兩個視圖反映被加工零件形狀 b 表示出以箱體隨行夾具的底面和底面上兩孔作為定位方 臥式組合鉆床設(shè)計 11 式 以隨行夾具兩側(cè)凸臺上平面作為夾緊用四爪夾壓 c 表示出加部位尺寸 位置精度及技術(shù)要求 d 表示出需加工孔的深度 箱體材料 以上所述詳見加工工序圖 B 繪制加工示意圖 它是刀具的布置圖 是刀具輔具 電氣液壓 主軸箱 等設(shè)計的重要依據(jù) 繪制所注意以下內(nèi)容 a 導(dǎo)向裝置的布置與參數(shù)做選擇 組合機床設(shè)計 表 3 17 b 導(dǎo)向裝置配合 表 3 17 c 主軸系列到參數(shù) 表 3 22 d 連接桿選擇 表 3 23 以上所述詳見附圖加工示意圖 C 繪制機床聯(lián)系尺寸圖 它是用來表示機床組成部件的相互裝配聯(lián)系以檢驗機 床各部件相對位置及尺寸聯(lián)是否滿足加工要求 通用部件的 選擇是否合適 并進一步為主軸箱 夾具等專用部件 零件的 設(shè)計提供依據(jù) 聯(lián)系尺寸圖也可看成簡化的機床總圖 它表 示機床的配置形式及總體布局 a 動力部件的選擇 臥式組合鉆床設(shè)計 12 由前面計算 N 動 2 5kw 根據(jù) 組合機床設(shè)計 表 2 6 取 N 動 3kw 選電動機功率 選動力箱 TD32A 公稱尺寸 B 320mm 動力箱長度 L 400mm 動力箱寬度 B1 400mm 動力箱高度 H 320mm 驅(qū)動軸距動力箱底面高度 h0 125mm 驅(qū)動軸直徑 d 30mm 驅(qū)動軸外伸長度 L 45mm 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速 推薦驅(qū)動與電機傳動比為 I 1 2 取 n 驅(qū) 710 轉(zhuǎn) 分 b 行程 所確定的中部件的總行程應(yīng)小于所選擇動力滑的 最大行程 要求刀具長與工件行程越小越好 c 主軸箱端面至工件端面之間的軸向寸是加工示意圖上最 重要的聯(lián)系寸 d 動力滑臺導(dǎo)軌形式采用 矩 山 型 e 工作行程 L 工進 L1 L 加工長度 L2 取 L1 5mm L2 2mm L 工進 5 28 20 35mm L 快進 L 工作行程 L 工進 L 快退 L 快進 155mm L 工進 35 155 190mm 臥式組合鉆床設(shè)計 13 動力部總行程 L 總 L 工作行程 L 前備 L 后備 190 20 130 340mm 主軸箱輪廓尺寸 主軸箱寬度 B 高度 H 的大小主要與被加工零件孔的 分布信置有關(guān)可按下式確定 B b2 2b1 H h h1 h2 式中 B 主軸箱寬度 H 主軸箱高度 b1 最邊緣主軸中心 b2 工件上要加工的寬度方向上相隔最遠的兩孔距離 h 工件上要加工高度方向上相隔遠的兩孔距離 h1 最低主軸中心至主軸箱底平面距離 h2 最高主軸中心 至主軸箱底平面距離 根據(jù)被加工零 件工序圖得 b2 134 h 153 最 h2 72 5 b1 125 h1 174 5 B b2 2b1 384 H h h1 h2 400 臥式組合鉆床設(shè)計 14 取 1 號主軸箱 其外廓尺寸為 厚度 T 325mm 夾具輪廓尺寸 388 220 95 機床裝料高度 H 890mm 組合機床設(shè) P 25 傳動裝置的潤滑 采用自潤滑 主軸箱內(nèi)有葉片油泵 將油供應(yīng)至齒輪傳 動和動力箱 滑臺導(dǎo)軌上 機技術(shù)特性 1 滑臺工作 面尺寸 630 320 mm 2 2 動力箱滑臺快進速度 V 快 5m min 計算生產(chǎn)率 表格見下一頁 臥式組合鉆床設(shè)計 15 圖 號 毛坯 種類 鑄件 名 稱 175 型柴油機曲 軸箱 毛坯 重量 被 加 工 零 件 材料 HT200 硬度 HB170 200 工序名稱 單面鉆孔并倒角 工序號 進給量 工時 min序 號 工 步 名 稱 被 加 工 零 直 徑 數(shù) 加 工 直 徑 m m 加 工 長 度 m m 工 作 行 程 mm 切 削 速 度 m m 轉(zhuǎn)速 r min R minmm min機動時間 輔 助 時 間 共 計 裝卸工件 1 1 5 1 5 動力部件 滑臺快進 155mm 0 031 0 031 鉆 4 個 8 5 孔并倒 1 60 角 85 28 35 17 6 659 0 15 98 8 0 355 0 355 鉆 2 個 6 7 孔并倒 1 60 角 6 7 16 35 16 760 0 13 98 8 0 355 0 355 滑臺快退 190mm 0 038 0 038 總計 1 924min 單件工時 1 924min 機床生產(chǎn) 率 31 件 小時 備 注 1 單班制 5 5 件 年 滿足 5 萬件年的 要求 2 裝卸工時取決于操作者的熟練程度 對于本機床 計算時取 1 5min 生產(chǎn) 一件 機床負荷 率 77 4 臥式組合鉆床設(shè)計 16 四 組合機床主軸箱設(shè)計 1 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 是根據(jù) 三圖一卡 整理編 繪出來的 其內(nèi)容括主軸箱設(shè)計的原始要求和已知條件 在繪制此圖時從 三圖一卡 中已知 1 主軸箱輪廓尺寸毫米 2 工件與主軸箱相對位置尺寸 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可繪制出主軸原始依據(jù)圖 a 被加工零件 臥式組合鉆床設(shè)計 17 名稱 175 F 型柴油機曲軸箱 材料 HT200 硬度 HB170 220 b 主軸外伸尺寸及切削用量 c 動力部件 TD32A 型動力箱電動機功率 3 千瓦 轉(zhuǎn)速 145 轉(zhuǎn) 分 驅(qū)動軸到滑臺表面距離為 100 毫米 其他尺寸可查動力箱 裝配圖 2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算 1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝來決定 并應(yīng)考慮主軸 的工作條作件和力情況 軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要 軸號 工序 內(nèi) 容 加工 直 徑 主軸 直 徑 主軸外伸尺寸 D d mm L mm V m mi n N r min f mm r Vf Mm min 1 2 6 7 32 22 14 85 16 760 89 8 3 4 5 6 8 5 30 30 14 115 17 6 659 98 8 臥式組合鉆床設(shè)計 18 特征 由于鉆削加工的主軸 需承受徑向力和軸向力 因 此選擇圓錐滾子軸承 2 齒輪模數(shù)的確定 初定直徑一般在繪制 三圖一卡 時進行同由公式 d B4 m 100 根據(jù)前面計算 1 2 軸取 15 3 4 5 6 軸取 20 初選模數(shù)可以由下式計算 再通過類比確定 m 30 32 3 N Z n mm m 2mm 3 主軸的動力計算 由機床 三圖一卡 已知 N 動 3kw P 6292N 3 傳動方案的確定 各種受力分析 強度 壽命校 核 根據(jù)切削速度和刀具直徑 求主軸所需轉(zhuǎn)速 鉆 6 7 n1 2 1000v D 1000 16 6 7 760r min 鉆 8 5 n3 4 5 6 1000v D 1000 17 6 8 5 659r min 而動力驅(qū)動軸 n 驅(qū) 710r min 傳動比 i1 710 760 0 935 i2 710 659 1 07 臥式組合鉆床設(shè)計 19 選動力頭矢量 Zp 34 m 2 定傳動路線如下 傳動方案 如圖 動力軸 n 710r min 分兩條路線向主軸傳遞 1 首先傳給 8 軸 然后 7 軸 最后至 1 2 軸 I 0 935 2 首先傳給 9 軸然后 10 軸 再 12 最后傳至 3 4 5 6 軸 首先考慮路線 齒輪 1 2 Z 24 m 2 齒輪 7 Z7 1 25 Z7 2 33 m 2 齒輪 8 Z8 41 m 2 I 24 33 41 25 41 34 0 935 再驗算傳動路線 軸 9 Z9 27 m 2 軸 10 Z10 34 m 2 軸 11 Z11 0 34 Z11 6 41 m 2 軸 12 Z12 0 25 Z12 6 39 m 2 軸 3 4 5 6 Z 29 則 i 29 39 34 31 27 25 41 31 27 34 1 07 其中第八軸為手柄軸 驗算主軸轉(zhuǎn)速 臥式組合鉆床設(shè)計 20 1 2 軸 n 710 1 i 710 0 935 763r min 3 4 軸 n 710 1 i710 1 07 658 7r min 763 760 760 0 3 5 658 7 659 859 0 04 5 臥式組合鉆床設(shè)計 21 傳動方案 臥式組合鉆床設(shè)計 22 傳動方案 比較兩種方案 第一種方案比第二種方案少一根傳動 軸 但在 0 到 7 軸至出現(xiàn)升速 這是應(yīng)該避免 所以應(yīng)選 擇第一種傳動方案 B 傳動軸的確定 根據(jù)公式 式中為作用在主軸上的總力矩 為作用在軸傳來的扭矩 為第軸上齒輪傳動比 根據(jù)上述公式 12 軸 有 m 12 4 307 2 25 29 1059 31kg 查表 組合機床設(shè)計 表 5 10 d 20mm 11 軸 有 m11 m12 41 39 1059 3141 39 1113 63kg 查表 5 10 d 22mm 10 軸 有 m10 m11 31 34 1015 37kg 查表 5 10 d 20mm 9 軸 有 m9 m10 27 37 884 35kg 查表 5 10 d 20mm 7 軸 有 m7 2174 35 25 24 363 125kg 查表 5 10 d 20mm 臥式組合鉆床設(shè)計 23 8 軸 有 m8 m7 41 25 595 25kg 查表 5 10 d 20mm 取 d 7 20mm d8 20mm 傳動軸和主軸支承形式的確定 主軸采用圓錐滾子軸承 傳動軸可以采用圓錐滾子軸 承 4 軸 8 兼作調(diào)整手柄 其轉(zhuǎn)速如下 n 8 710 34 41 589r min 5 采用 R12 2 型葉片泵 用軸 13 傳動 n 泵 710 34 27 27 31 23 24 746r min n 泵 在 400800r min 范圍之內(nèi) 滿足要求 4 主軸箱坐標(biāo)計算 選取主軸箱平面的平面與通過其定位銷孔的垂直線 交點為坐標(biāo)原點 坐標(biāo)尺寸中單位為 A 坐標(biāo)計算 在 x o y 坐標(biāo)系中 4 有 x4 234 28 y4 295 軸 5 軸 1 有 x1 100 y1 196 軸 2 有 x2 100 y 2 140 臥式組合鉆床設(shè)計 24 軸 3 有 x3 157 82 y3 295 軸 5 有 x5 157 82 y5 218 80 軸 6 有 x 6 234 28 y6 218 80 1 傳動軸坐標(biāo)計算 軸 7 如圖 則 x 7 100 492 282 59 79 y 7 140 28 168 軸 8 設(shè)動力軸 0 軸 則 x 8 66 37 y8 94 29 軸 12 為軸 3 4 5 6 中心 則 x 12 196 05 y12 256 9 軸 9 可任意選是 設(shè) x 9 200 y9 91 軸 10 有 x 10 242 01 y10 130 99 軸 11 有 x 11 196 y11 y12 80 176 9 油泵軸 13 坐標(biāo)計 x13 261 866 y13 88 3 繪制主軸箱檢查圖 注 點劃線表示齒輪分度圓直徑 臥式組合鉆床設(shè)計 25 細實線表示軸承外圈 粗實線表示軸套外圈 5 主軸箱的潤滑和手柄的位置 本主軸箱采用 ZR12 2 葉片潤滑泵進行潤 油泵打出 的油經(jīng)分油器潤各部分 對于臥式標(biāo)準(zhǔn)主軸箱體前 后壁 之間的齒輪和壁上的軸承用油盤潤滑 箱體和后蓋中潤滑 的齒輪用油管潤滑 油管是通過 0 軸帶動 10 軸 再通過 10 軸帶動油泵上矢輪進行傳動 泵輪上的齒輪為 24 2 裝在 主軸箱的第一排 主軸箱中盛滿 30 機油 由于組合機床 的主軸箱上裝有多個刀具 為了調(diào)整及更換刀具或裝配和 維修與檢查主軸精度 一般來說主軸箱上都要設(shè)有一手柄 軸 手柄的轉(zhuǎn)速可高一些 在傳動系統(tǒng)設(shè)計過程中 可以 不考慮其位置 傳動系統(tǒng)設(shè)計好后 根據(jù)其要求 選擇軸 8 為手柄軸 6 繪制主軸箱裝配圖 見附圖 A 組合機床主軸箱用途和分類 主軸箱改變主軸的轉(zhuǎn)速和位置 通過主軸箱可得到正 確的加工位置和轉(zhuǎn)速 按其結(jié)構(gòu)大小 可分為大型主軸箱 和小型主軸箱 臥式組合鉆床設(shè)計 26 B 確定主軸外伸尺寸和接桿莫氏錐號 類型和具本尺寸 選 D d 1 22 14 L 85 3 號 D d1 30 20 L 115 2 號莫氏錐號 B 軸箱的規(guī)格和組成 由前面計算已知 主軸箱所采用的規(guī)格為 400 400 動力源傳入動力通過傳動軸齒相嚙合 然后傳給主軸和油 泵軸其中元件有 傳動軸 矢輪 軸套 葉片泵 分油器 注油杯 排油塞 通用油盤和防油套 通用主軸箱體基型后蓋 90mm 前蓋厚為 55mm C 主軸箱材料 大型主軸箱通常用灰鑄鐵 代號 HT20 40 前后蓋為 HT15 33 D 軸類零件 1 鉆削類主軸 按支承型式平同分三種 本機床選用 圓錐滾子軸承 接桿號 D t 莫氏錐號 類型 D1 D2 B B1 L 4 2 A 20 30 12 1 11 0 1 T14 2 1 A 20 23 10 1 85 臥式組合鉆床設(shè)計 27 2 傳動軸也采用圓錐滾子軸承 3 確定主軸和傳動軸的材料 主軸材料采用 40Cr 鋼 熱處理 C42 傳動軸采用 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 T215 4 齒輪 齒輪材料均用 45 鋼 齒輪高頻淬火 G54 齒輪寬度 選 24mm a 軸承的選擇 主軸 1 6 和傳動軸均采用圓錐滾子軸承 1 2 軸 d 15 選 7302E 3 6 軸 d 20 選 7204 傳動軸 d 20 選 7204 7320E 有 D 42 b 143 c 11 T 11 25 7204 有 D 47 b 14 c 12 T 15 6 繪制主軸箱裝配圖 通用主軸箱總圖設(shè)計包括主視圖 展開圖側(cè)視圖以及編 制裝配表和制定技術(shù)條件 a 通用主軸箱的主視圖和則視圖 主視圖主要用以表明主軸箱 傳動正負 矢輪排列位置 附加機構(gòu)及潤滑位置 潤滑泵和配置 手柄軸位置 和多 臥式組合鉆床設(shè)計 28 軸編號 注出主軸箱聯(lián)系尺寸 便構(gòu)成主視視圖 設(shè)計潤 滑系統(tǒng)時 分油器的位置應(yīng)靠操作者一側(cè) 以便觀察和檢 查潤滑泵工作情況 b 展開圖 組合機床通用主軸箱和普通機床變速箱比 一方面主 軸多 齒輪嚙合關(guān)系復(fù)雜 另一方面 主軸箱中各主軸和 傳動軸及其上的零件大多通用化且排列有規(guī)律的 而除簡 單的主軸外 一般采用簡化展開圖 并配合裝配表來表達 主軸箱的裝配結(jié)構(gòu) 其內(nèi)容和畫法簡述如下 A 主要表達多軸裝配關(guān)系 主軸 傳動軸和矢輪隔套 防 油套 軸承等的相對位置 B 對結(jié)構(gòu)相同的同類型 主軸和傳動軸可只畫軸 主軸 頭上注以相同軸的軸號 對于 軸向裝配桔構(gòu)基本相同 只是矢輪大小及排列位置不同的兩根 或兩組 軸可以畫 在一起 即軸心線兩邊各表示一根 7 軸的強度校核 在此機床的主軸箱設(shè)計中 由于采用第排齒輪 所以對軸 的校核只要校核其剪切強度 對彎曲強度撓度可以不考慮 傳動齒輪均為 45 鋼 齒部行高頻淬火達 G54 心部有好 的機械性能 精度等級均為 8 7 7DC 矢部淬火后經(jīng)滲碳 臥式組合鉆床設(shè)計 29 淬火可獲較好的齒面硬度 心部有足夠韌 剛度和抗彎曲 疲勞強度 齒輪的強度 剛度和壽命校核 1 接觸疲勞強度驗算齒輪強度 公式 d0 640 k m I i bi 式中 d0 齒輪分度圓直徑 k 允許接觸應(yīng)力 kg cm 2 對于材料為 45 鋼值 k 1500kg cm2 m 齒輪的扭矩 kgf cm i 傳動比 b 齒寬 對于 1 2 軸上兩齒輪 m 2 Z 24 d 0 640 1500 174 3 1 25 24 24 25 24 16mm d 0 16 m Z 2 24 48 此齒輪滿足強度要求 對于 5 6 軸上四矢輪 d0 640 1500 367 25 1 25 29 24 25 24 22 4mm d0 22 4 m Z 2 29 58 此齒輪滿足強度要求 第七 軸兩矢輪 臥式組合鉆床設(shè)計 30 d0 640 640 1500 363 25 1 41 33 24 41 33 20 9mm d0 20 9 m Z 2 25 50 332 66mm 此齒輪滿足強度要求 第八軸齒輪 d0 640 1500 595 525 1 31 27 24 31 27 31 6mm d0 31 6 412 81 該齒輪滿足強度要求 第九同齒輪 d 0 640 1500 1015 37 1 34 41 24 34 41 27 d0 35 4 27 2 54 該齒輪滿足強度要求 第十軸齒輪 d0 640 1500 1113 63 1 39 41 24 34 31 38 4 d0 38 4 31 2 62 該齒輪滿足強度要求 第十一軸齒輪 d0 640 1500 1015 37 1 34 31 24 31 27 13 3mm d0 13 3 41 2 82 該齒輪滿足強度要求 第十二軸齒輪 臥式組合鉆床設(shè)計 31 d0 640 1500 1113 63 1 39 41 24 29 25 38 7mm d0 38 7 25 2 50 該齒輪滿足強度要求 第十三軸 因為力矩較大 但齒輪不圓度直徑小 12 軸的齒 m 2 Z 25 軸進行齒面接觸強度 齒根彎曲強度校核 圓周力 Ft 2m d 21059 31225 42 37kgf 415 25N 1 齒面接觸疲勞強度校核 N K F t u 1 b d1 u 齒寬系數(shù) u 24 25 0 96 查 機械零件設(shè)計手冊 上 可得 節(jié)點 Z 系數(shù) Z H 2 5 表 12 17 工作情況系數(shù) KA 1 0 表 12 20 動載荷系數(shù) K V 1 2 表 12 15 a ZZ 189 8 表 12 22 載荷分布系數(shù) K B 1 表 12 6 k kA KV KB 1 2 查手冊 機械零件設(shè)計手冊 表 11 14 得接觸疲勞強 度極限 臥式組合鉆床設(shè)計 32 OH 18HRC HRC 50 則 OH 18 50 150 1050N mm 而 H ZZ ZH K Ft u 1 b d 1 u 189 8 25 1 2 415 25 0 96 1 24 50 0 9 齒輪接觸應(yīng)力 H 484 07N m2 許用接觸應(yīng)力 H OH H ZN ZR ZV 式中 H 為安全系數(shù) SH 1 3 ZR 為齒面粗糙度系數(shù) ZR 1 ZV 為速度系數(shù) 取 ZV 1 ZN 為接觸壽命系數(shù) ZN 6 N O N ZN 0 7 H 1050 430 711 565 38 由于 H H 齒輪滿足接觸強度要求 2 齒根彎曲強度校核 公式 F 2KT YF YS B D M K 1 2 查表 11 15 可得 OF 540N mm F 2 1 2 105 9 31 24 2 25 2 2 27 1 74 4 18N mm2 齒根彎曲應(yīng)力 F 4 18N mm2 允許彎曲應(yīng)力 F OF YN YY SF 臥式組合鉆床設(shè)計 33 式中 SF 為安全系數(shù) 取 SF 2 YN 為壽命系數(shù) YN m 4 10 6 N N 60 n tn 4 YN m 4 10 6 5 108 0 0894 YX 為尺寸系數(shù) YX 1 F 540 2 0 0891 24 138N mm2 F F 齒根強度足夠 因此 12 軸上 25 2 齒輪滿足使用要求 各主軸在設(shè)計時 直徑取得較大 而各主軸和扭矩都 不大 因此可以滿足使用要求 強度要求對于傳動軸 11 應(yīng) 重點校核 因為 11 軸扭矩最大 所以只要滿足使用要求 其它軸均能滿足 m 11 1113 63kgf mm2 材料 45 鋼 熱 處理 T215 查表 3 1kgf mm 2 要求有 M WP 而 WP 0 2d3 0 2 203 1600 M WP 1113 63 1600 0 693 1 軸 11 強度足夠 因此其它軸強度均能滿足要求 臥式組合鉆床設(shè)計 34 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是對我們每個學(xué)生在三年來所學(xué)知識 包括 理論與生產(chǎn)實踐所進行的一次綜合考驗 也為畢業(yè)答辯提 供依據(jù) 培養(yǎng)我們運用知識解決問題的能力 開拓學(xué)生思 路 鍛煉學(xué)生查閱資料的能力 在每個學(xué)生進入社會之前 的一次實踐能力的在檢測 組合機床的設(shè)計是根據(jù)多個加工工位而設(shè)計的一次性 加工工序的機床 能大大的提高生產(chǎn)率 降低生產(chǎn)成本 易于自動化 它是普通到加工中心的過渡 設(shè)計組合機床 能使我們對普通和自動化加工中心都有初步認識 現(xiàn)階段 我國生產(chǎn)力水平低下 組合機床的應(yīng)用范圍僅限于加工箱 臥式組合鉆床設(shè)計 35 體等幾類零件 我們學(xué)生的任務(wù)就是熟練掌握設(shè)計技能 以后為我機床行業(yè)作貢獻 在本次的畢業(yè)設(shè)計過程中 得到了老師的耐心細致的 指導(dǎo) 對我畢業(yè)設(shè)計的如期完成對以后工作中設(shè)計起了非 常重要的作用 在此表示衷心的謝意 由于時間倉促 加之本人水平有限 設(shè)計中的錯誤缺 點在所難免 敬請批評指正 參考資料 1 組合機床設(shè)計 沈陽工業(yè)大學(xué) 吉林工業(yè)大學(xué) 大 連鐵道學(xué)院主編 上海出版社出版 1985 年 9 月 2 組合機床設(shè)計 大連組合機研究所編 機械工業(yè) 出版社 1975 年 6 月 3 金屬切削加工工藝人員手冊 上海科學(xué)技術(shù)出版社 4 金屬切削機床設(shè)計參考圖冊 機械工業(yè)出版社 5 金屬切削機床設(shè)計 大連工學(xué)院 戴曙主編 機械 工業(yè)出版 1985 年 12 月 6 組合機床液壓滑臺圖冊 機械工業(yè)出版社 7 機械設(shè)計手冊 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 臥式組合鉆床設(shè)計 36 8 機床設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 1978 年 12 月 9 組合機床設(shè)計參考圖冊 大連組合機床研究所編 機械工業(yè)出版社 畢業(yè)設(shè)計評語 臥式組合鉆床設(shè)計 37 畢業(yè)設(shè)計答辨負責(zé)人簽字 2004 年 月 日