立式組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明畢業(yè)設(shè)計(jì)題目立式組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)院 系 機(jī)電工程系 班 級(jí) 10機(jī)電4 姓 名 吳強(qiáng) 系主任 陶亦亦 教研室主任 陸春元 指導(dǎo)教師 李建蓉 摘 要組合機(jī)床是一種專用機(jī)床，它是由系列化標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成。組合機(jī)床隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，是由萬(wàn)能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展而來(lái)的。此次設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)一臺(tái)組合鉆床，用于加工拖拉機(jī)側(cè)支架的12個(gè)孔。任務(wù)是機(jī)床立式主軸箱的設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)的內(nèi)容有組合機(jī)床“三圖一卡”，組合機(jī)床的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)，主軸箱設(shè)計(jì)及其液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇出機(jī)床總體及各部件的主要參數(shù)，畫出液壓系統(tǒng)圖。主軸箱的設(shè)計(jì)是這

2、次任務(wù)的重點(diǎn)，它是組合機(jī)床的重要部件之一。它是由通用部件，按照被加工零件的加工要求，根據(jù)專用要求設(shè)計(jì)的。合理的安排每一根軸的的位置，選擇合適的各級(jí)傳動(dòng)比，將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部件傳給各工作主軸,使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工。其次，合理安排各主軸和傳動(dòng)軸上齒輪所在的排數(shù)；合理布置進(jìn)油口、放油螺栓、分油盤及油管的位置；確定主軸和傳動(dòng)軸的支撐方式和預(yù)緊方法也是非常重要的工作。關(guān) 鍵 詞：組合機(jī)床 主軸箱 傳動(dòng)軸 立式AbstractCombination machine is a special machine, it is general parts by series of

3、standardized and according to special components to be machined and the processing technological design requirements. Combination machine tool with the development of productive forces, is by the development of universal machine and special machine tools to.The purpose of this design is to design a

4、combination drilling machine, used for the 12 hole processing Tractor side bracket. The task is to design a vertical spindle box of machine tool. This design includes combination machine "three charts and a card", briefly the design of machine tool spindle box design, design and selection

5、of main parameters of hydraulic system, the overall machine and its components, draw the diagram of hydraulic system. Spindle box design is the focus of the mission, it is one of the most important parts of combined machine tool. It is a common parts, in accordance with the requirements of the proce

6、ssing parts processing, design according to the special requirements of the.Reasonable arrangement position of each shaft, selection of appropriate levels of transmission ratio, the power and the movement by the motor or power unit to the work spindle, enable it to obtain the required speed and dire

7、ction so as to realize the machining of parts. Secondly, reasonable arrangements for the spindle and drive shaft gear is the number of rows; rational arrangement of inlet oil, put the oil bolt, distributor and oil pipe position; determining the spindle and drive shaft support and preloading method i

8、s also very important work.Key words: combination machine, spindle box, drive shaft, vertical, gear目 錄摘 要2Abstract3前 言1第1章 組合機(jī)床概述2§1.1 組合機(jī)床的簡(jiǎn)介2§1.2 組合機(jī)床的特點(diǎn)2§1.3組合機(jī)床的加工方式3§1.4組合機(jī)床的應(yīng)用3第2章 被加工零件工藝方案的制定4§2.1 零件分析4§2.1.1 零件的用途4§2.1.2 零件的技術(shù)要求4§2.2 工藝方案的制定5§2.3

9、組合機(jī)床切削量及切削力的確定6§2.3.1組合機(jī)床切削量的確定6§2.3.2組合機(jī)床切削力的確定6§2.4 主軸直徑的確定和主軸箱所需動(dòng)力計(jì)算7§2.4.1主軸直徑的確定7§2.4.2動(dòng)力箱的選用7第3章 立式主軸箱的設(shè)計(jì)9§3.1 主軸箱的基本機(jī)構(gòu)及表達(dá)方法9§3.1.1 主軸箱簡(jiǎn)介9§3.1.2 通用主軸箱的組成9§3.1.3 通用主軸箱的通用零件9§3.2繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖10§3.3確定主軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù)11§3.4主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)12§3.4

10、.1對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求12§3.4.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算13§3.5 主軸箱坐標(biāo)的計(jì)算19§3.5主軸箱總圖設(shè)計(jì)25§3.5.1 繪制主軸箱總圖及補(bǔ)充加工圖25§3.5.2主軸箱補(bǔ)充加工圖設(shè)計(jì)28結(jié) 論30致 謝31參考文獻(xiàn)32 前 言機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及所有專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)際就業(yè)工作或者以后更遠(yuǎn)的發(fā)展學(xué)習(xí)之前對(duì)所學(xué)個(gè)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。在這次設(shè)計(jì)中，我主要設(shè)計(jì)側(cè)支架臥式主軸箱，由于要加工的工件批量大，六個(gè)孔的位置精度高，這就要求

11、在主軸箱設(shè)計(jì)中要合理的排出傳動(dòng)系統(tǒng)，確保主軸位置精確和傳動(dòng)穩(wěn)定。由于該零件的六個(gè)孔對(duì)位置精度要求很高，必須非常合理的排出主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，以達(dá)到主軸位置準(zhǔn)確。其中，盡量減小傳動(dòng)誤差，使主軸達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速；避免軸與齒輪間的干涉現(xiàn)象；合理的分布手柄軸和油泵的位置。機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，精度和性能要求日趨提高，因此對(duì)生產(chǎn)設(shè)備機(jī)床也相應(yīng)地提出了高效率、高精度和高自動(dòng)化的要求。專用機(jī)床，就是為了解決大批量，大量生產(chǎn)的零件加工中用于加工某一種（或幾種）零件的特定工序的機(jī)床我希望通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將要從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作

12、打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)需要，希望老師能夠指導(dǎo)一下，對(duì)我設(shè)計(jì)中有錯(cuò)誤的地方提出糾正。在此感謝老師對(duì)我的幫助。 第1章 組合機(jī)床概述§1.1 組合機(jī)床的簡(jiǎn)介； 組合機(jī)床（transfer and unit machine）組合機(jī)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(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。 §1.2 組合機(jī)床的特點(diǎn)；組合機(jī)床是一種高效率的機(jī)床，是機(jī)械制造業(yè)高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一，在工廠的實(shí)際生產(chǎn)中非常常見(jiàn)。組合機(jī)床具有如下一些特點(diǎn)：1. 組合機(jī)床中有 70% 90% 的通用零、部件。這些零、部件是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考

13、驗(yàn)的，又有專門廠家成批生產(chǎn)，所以工作穩(wěn)定可靠，使用、維修方便。 2. 設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，主要工作是選用通用零、部件，因此，設(shè)計(jì)、制造周期短。 3. 當(dāng)加工對(duì)象改變時(shí)，原有的通用零、部件可以重新利用，組成新的組合機(jī)床。 4. 由于組合機(jī)床多采用多刀、多軸、多面、多工位加工，自動(dòng)化程度很高，所以生產(chǎn)率高。 5. 組合機(jī)床加工工件時(shí)采用專用夾具、經(jīng)常采用組合刀具和導(dǎo)向裝置等，工序固定、工作自動(dòng)循環(huán)，加工精度靠工藝裝備保證，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。同時(shí)對(duì)操作工人技術(shù)水平要求低，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 6. 組合機(jī)床很容易組成自動(dòng)線，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合操縱和控制。 §1.3組合機(jī)床的加工方式組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序

14、、多面或多工位同時(shí)加工的方式，組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。 §1.4組合機(jī)床的應(yīng)用組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)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(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、

15、擴(kuò)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(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)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。專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在專用機(jī)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(jī)床。為了使組合機(jī)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(tái)組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見(jiàn)的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。第2章 被加工零件工藝方案的制定§2.1 零件分析§2.1.1 零件的用途側(cè)支

16、架是東方紅-75拖拉機(jī)全橋式車架的重要組成部分。車架是介于行走系和拖拉機(jī)體之間的骨架。它支承著機(jī)體，并連接著行走系，使之成為一個(gè)整體。而側(cè)支架是連接車架上的縱深和車軸，使車架成為一個(gè)整體的關(guān)鍵零件。它的45的孔連接托輪軸，使得托輪得以固定（托輪的作用：用來(lái)托住履帶的上方部分，防止履帶下垂過(guò)大而出現(xiàn)振跳現(xiàn)象，并防止履帶側(cè)向滑落）。因此側(cè)支架是一個(gè)較重要的零件。§2.1.2 零件的技術(shù)要求 如圖2-1所示，側(cè)支架的技術(shù)要求：圖2-1 側(cè)支架零件圖1. 孔45表示的相對(duì)擺差0.05。2. E面對(duì)F面得垂直度0.4/250.3. 45中心線對(duì)B面垂直度0.6/100.4. EF加工表面允許有

17、孔眼，尺寸10.0，深度5，距離零件或孔邊緣>5，每面不多于5個(gè)，孔眼尺寸較允許尺寸略大些?？蛇M(jìn)行焊補(bǔ)和修正。5. 20孔在距離底面范圍內(nèi)直徑允許減少至19.9.6. 20孔各孔中心線相互位置公差不得超過(guò)0.25.7. E，F(xiàn)面表面粗糙度不大于Ra12.5.8. R銑表面粗糙度不大于Ra6.3.§2.2 工藝方案的制定側(cè)支架主要的加工為10-20孔加工，由于其精度要求不高，采用一般的鉆削加工都能滿足加工要求。因此不必進(jìn)行擴(kuò)，鉸的精加工。如圖2-1所示， E,F面的加工也是較重要的加工。它是20孔加工的精基準(zhǔn)，但是表面粗糙度的要求不高，一般的銑削加工都能達(dá)到要求。45孔的加工要求

18、也不高。但孔的深度較大。為了提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量，達(dá)到所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)。因此45孔的加工采用拉削，這樣它不但容易達(dá)到精度要求，而且大大提高了生產(chǎn)率。工序：1. 銑E,F面。 2. 拉45孔。 3. 鉆20孔。 4. 車削81以及60的圓柱面。 5. R銑。按照先加工基面，后加工其他面的原則，所以確定先銑E,F面和拉45孔，為提高生產(chǎn)率，銑E,F后，在雙主軸圓工作臺(tái)上進(jìn)行加工，這樣既能同時(shí)銑削E,F面，而且在加工時(shí)，可以裝卸工件，減少輔助時(shí)間。在安排鉆削和車削加工時(shí)，遵循了先主后次的原則，鉆削加工時(shí)為滿足生產(chǎn)率的要求，兩個(gè)工件同時(shí)加工，立臥雙面鉆，一次完成所有孔的加工。工作圖如下放置立式采用

19、12軸，臥式采用8軸。本次設(shè)計(jì)只需加工支架底座上的六個(gè)20孔，所以可以采用多把刀一次加工完成的方式，這樣大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。工序：鉆六個(gè)20的孔。工序：鉆6個(gè)20的孔。本工序采用兩個(gè)平面和一個(gè)外圓面組合定位，使工件完全定位，外圓用V形塊夾緊，中央部分液壓缸壓板壓緊，如圖2-2所示。在組合鉆床上加工。圖2-2工序圖§2.3 組合機(jī)床切削量及切削力的確定§2.3.1組合機(jī)床切削量的確定切削速度v=12.57mmin,進(jìn)給量f=0.12mmr.§2.3.2組合機(jī)床切削力的確定根據(jù)v=12.57mmin，f=0.12mmr， 選擇主軸轉(zhuǎn)速為軸向力：式中，D鉆頭直徑（mm

20、）；f系數(shù)；抗拉強(qiáng)度（kg/）。扭矩：式中，D鉆頭直徑（mm）；f系數(shù)抗拉強(qiáng)度（kg/）； M扭矩（N·mm）。切削功率：式中，M扭矩（N·mm）；v切削速度（m/s）。§2.4 主軸直徑的確定和主軸箱所需動(dòng)力計(jì)算§2.4.1主軸直徑的確定剛度條件計(jì)算時(shí)主軸的直徑為式中，d軸直徑（mm）； T軸所承受的轉(zhuǎn)矩（）； B系數(shù)， B=2.316（主軸）；，B=1.948（傳動(dòng)軸），B=1.638。所以，主軸軸徑 初取主軸軸徑為25mm，主軸外伸長(zhǎng)度為100mm。§2.4.2動(dòng)力箱的選用動(dòng)力箱主要依據(jù)主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用。主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率

21、為由計(jì)算知?jiǎng)恿ο淝邢鞴β蕿?0.42kw，可根據(jù)軸的直徑及轉(zhuǎn)速查表得出，一般取所傳遞功率的1%。主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，無(wú)法確定時(shí)，則可由下式估算式中，主軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)=0.8-0.9，有色金屬時(shí)=0.7-0.8；主軸數(shù)多，傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本設(shè)計(jì)中取0.8。所以，所選電動(dòng)機(jī)功率為選用動(dòng)力箱型號(hào)為TD50,電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6，電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速970rmin，輸出軸轉(zhuǎn)速485rmin；動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為200mm。生產(chǎn)率計(jì)算 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過(guò)程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等的技術(shù)文件。通過(guò)生產(chǎn)率計(jì)算卡，可

22、以分析所擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。(a)理想生產(chǎn)率： Q=A/t式中，A年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）； t年工作時(shí)間（h）；雙班制工作時(shí) =3900h；A=N(1+)(1+) =80000×（1+2%）×（1+1%）=82416件式中，年生產(chǎn)零件備品率，取2%； 年生產(chǎn)零件廢品率，取1%；所以， Q=82416÷3900=21.13件h(b)實(shí)際生產(chǎn)率： =Lvf=40÷24=1.67min=1+0.05+0.015+0.075+0.03+0.05+0.5=1.72minQ1=60÷（1.67+1.72）=17.70件h(c)機(jī)床負(fù)荷率

23、： = Q=17.70÷21.13=83.8%機(jī)床負(fù)荷率一般以65%75%為宜，機(jī)床復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。第3章 立式主軸箱的設(shè)計(jì)主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，主軸箱的設(shè)計(jì)也是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。主軸箱設(shè)計(jì)的步驟大致為：根據(jù)“三圖一卡”，繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)形式及齒輪模數(shù)；擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸及傳動(dòng)軸坐標(biāo)；繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制主軸箱總圖及零件圖。§3.1 主軸箱的基本機(jī)構(gòu)及表達(dá)方法§3.1.1 主軸箱簡(jiǎn)介主軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件。根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)和配置、切削用量和主軸類型而設(shè)計(jì)，由通用零件組成。能將動(dòng)力箱

24、的動(dòng)力，傳遞給主軸，使之按要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，提供切削動(dòng)力。主軸箱與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)上，可完成鉆、擴(kuò)、絞、鏜孔等加工工序。§3.1.2 通用主軸箱的組成大型通用主軸箱主要由箱體類零件，主軸，傳動(dòng)軸，傳動(dòng)齒輪和動(dòng)力箱或電機(jī)齒輪以及葉片泵，分油器，注油標(biāo)，排油塞，防油套等防油元件組成。在主軸箱箱體的內(nèi)腔，可安裝厚度24mm的齒輪三排，或厚度32mm的齒輪兩排；在后蓋內(nèi)，可安裝一排（后蓋厚度為90mm、100mm時(shí)）或兩排（后蓋厚度為125mm時(shí)）齒輪。§3.1.3 通用主軸箱的通用零件1.通用箱體類零件包括主軸箱箱體、前蓋、后蓋、上蓋和側(cè)蓋。箱體材料為HT200，前、

25、后蓋材料為HT150，上蓋為HT150.主軸箱后蓋與動(dòng)力箱的結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷孔的大小、位置應(yīng)與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)。主軸箱箱體的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180，用于臥式組合機(jī)床的多軸箱前蓋厚度為55，用于立式的則兼做油池用，故加厚到70；基型后蓋厚度為90，變型后蓋厚度為50、100、125三種，可根據(jù)主軸箱內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力箱與主軸箱的連接情況合理選用。2.通用軸類零件1) 通用主軸 通用主軸分為鉆削類和攻螺紋類兩種主軸，以下主要講鉆削類主軸。2) 通用傳動(dòng)軸常用的通用傳動(dòng)軸按用途和支承形式可分為圓錐滾子軸承傳動(dòng)軸、滾針軸承和推力球軸承傳動(dòng)軸、潤(rùn)滑泵軸、手柄軸四種。通用傳動(dòng)軸材料一般用45鋼，熱

26、處理T215；滾針軸承的材料為20Cr鋼，熱處理S0.5-1，C59.3) 通用齒輪通用齒輪包括動(dòng)力箱齒輪，齒寬32mm，軸向總寬度84mm；電動(dòng)機(jī)齒輪，齒寬32mm；傳動(dòng)齒輪，齒寬有24mm、32mm兩種。標(biāo)準(zhǔn)齒輪為不變位齒輪。材料為45鋼，齒部高頻淬火G54. 4）潤(rùn)滑泵規(guī)格較大的通用主軸箱常采用R12-1A葉片泵進(jìn)行潤(rùn)滑。潤(rùn)滑泵泵出的油經(jīng)分油器至各潤(rùn)滑點(diǎn)。R12-1A葉片潤(rùn)滑泵的每轉(zhuǎn)排油量為6ml，推薦轉(zhuǎn)速為550-800rmin，轉(zhuǎn)速過(guò)低，將會(huì)導(dǎo)致吸油困難。5）其他通用零件除上述零件外，主軸箱上還有隔套、鍵套、防油套、油杯、定位銷以及鎖緊螺母、防松墊圈等，都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或通用化。

27、7;3.2繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖主軸箱設(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)容如下：1）根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制繪制主軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸和驅(qū)動(dòng)軸O1、定位銷孔的位置。2）根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，畫出工件與主軸箱的對(duì)應(yīng)位置尺寸，標(biāo)注所有主軸的坐標(biāo)值及工件輪廓尺寸。在原始依據(jù)圖中應(yīng)注意：主軸箱與工件的擺放位置，一般情況下，工件在主軸箱前面。圖中，主軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標(biāo)，因?yàn)楣ぜ图庸た讓?duì)稱，選擇箱體中垂線為縱坐標(biāo)。3）標(biāo)注各主軸的轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向。絕大部分主軸為逆時(shí)針（面對(duì)主軸看），故逆時(shí)針轉(zhuǎn)向不標(biāo)，只標(biāo)順時(shí)針轉(zhuǎn)向主軸。4）列表說(shuō)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸

28、的外伸尺寸。5）表明動(dòng)力部件的型號(hào)及其性能參數(shù)。本設(shè)計(jì)中，從“三圖一卡”中可知：（1）主軸箱輪廓尺寸800×500mm；（2）工件輪廓尺寸和各孔位置尺寸；（3）工件和主軸的相對(duì)位置尺寸。根據(jù)這些尺寸數(shù)據(jù)可繪制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖和附表。附表：（a）被加工零件 名稱：75拖拉機(jī)側(cè)支架 材料：2G 硬度：HB180227（b）主軸外伸尺寸及切削用量 主軸外伸長(zhǎng)度為100mm 切削用量：f=0.12mmr， =24mmmin（c）動(dòng)力部件TD50型動(dòng)力箱電機(jī)功率7.5kw，轉(zhuǎn)速970rmin，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速485rmin，驅(qū)動(dòng)軸到滑臺(tái)表面距離為200mm.因此，可初步繪制出原始依據(jù)圖，如下：

29、圖3-1組合機(jī)床立式主軸原始依據(jù)圖§3.3確定主軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù)一般情況下，根據(jù)工件加工工藝、刀具和主軸的連接結(jié)構(gòu)和刀具的進(jìn)給抗力及切削轉(zhuǎn)矩來(lái)確定主軸的結(jié)構(gòu)形式。鉆削加工主軸，需承受較大的單向軸向力，故最好選用向心球軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，且推力球軸承配置在主軸前端；如主軸前進(jìn)和后退兩個(gè)方向都要進(jìn)行切削時(shí)，可選用前后支承都是圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)，以便承受兩個(gè)方向的軸向力；如果主軸孔間距較小，可選用滾針軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)的主軸精度和裝配工藝性均較差，除非必要時(shí)最好不選用。本設(shè)計(jì)臥式鉆孔，可采用第一種主軸結(jié)構(gòu)型式，即向心球軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)

30、構(gòu)。齒輪模數(shù)一般用類比法確定，本設(shè)計(jì)采用下式估算式中，m所估算的齒輪模數(shù)（mm）； P齒輪所傳遞的功率（kw）； z一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)； n小齒輪的轉(zhuǎn)速（rmin）。主軸箱中的齒輪模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4幾種。本設(shè)計(jì)中考慮到加工孔之間的距離，初定模數(shù)m=3mm.§3.4主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)組合機(jī)床主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，就是用一定數(shù)量的傳動(dòng)元件，把動(dòng)力箱的輸出軸與各主軸連接起來(lái)，組成一定得傳動(dòng)鏈，并滿足各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求。主軸箱的特點(diǎn)是：針對(duì)某零件的特定工序恒速加工，傳動(dòng)鏈短；多主軸同時(shí)加工，傳動(dòng)鏈分支多。因此，主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，以獲得需要的主軸轉(zhuǎn)速和旋向?yàn)樵瓌t，不存在

31、通用機(jī)床前緩后急的最小傳動(dòng)比限制，甚至可用升速傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)主軸。以下詳細(xì)介紹側(cè)支架組合機(jī)床臥式主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。§3.4.1對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求1. 從面對(duì)主軸的位置看去，所有主軸（除非特殊要求外）應(yīng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。2. 保證主軸轉(zhuǎn)速和旋向的前提下，應(yīng)力求用最少的傳動(dòng)軸和齒輪（數(shù)量和規(guī)格）。因此，應(yīng)盡可能用一根傳動(dòng)軸同時(shí)帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排位置上。3. 盡量避免主軸兼做傳動(dòng)軸用，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。4. 主軸箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副的最大傳動(dòng)比，最小傳動(dòng)比；最佳傳動(dòng)比為，以使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊；后蓋內(nèi)的齒輪傳動(dòng)比；除傳動(dòng)鏈的最后可采用升速傳動(dòng)外，應(yīng)盡可能避免升速傳

32、動(dòng)，以避免空轉(zhuǎn)功率損失。5. 用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在前端第排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第排，以減少主軸端的彎曲變形。6. 同一主軸箱內(nèi)，如有粗、精加工主軸，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸后，就分兩條路線傳動(dòng)，以免影響精加工主軸的加工精度。7. 驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸數(shù)不要超過(guò)2根，以免給裝配帶來(lái)困難。§3.4.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算擬定主軸箱傳動(dòng)路線的基本方法是：先把所有主軸中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，然后在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸；再把各組同心圓上的中心傳動(dòng)軸再去同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；把最后的合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱的驅(qū)動(dòng)

33、軸連接起來(lái)。這就是“從主軸的布置開始，最后引到驅(qū)動(dòng)軸上”。注意：驅(qū)動(dòng)軸的中心必須處于主軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高則從選定的動(dòng)力箱的聯(lián)系尺寸圖中查出。1. 主軸分布設(shè)置系統(tǒng)主軸分布一般有“同心圓分布”、“直線分布”、“任意分布”三種類型。如圖3-2所示，六根主軸不可能按一個(gè)“同心圓分布”布置，因?yàn)樗椒较蚓嚯x很大，所以采用兩個(gè)“同心圓分布”排列，左邊三根主軸是一組，右邊是一組，兩根傳動(dòng)軸又呈直線分布，用一根軸帶動(dòng)這兩根軸就可以了。 圖3-2主軸分布圖 2. 傳動(dòng)樹形圖的擬定在保證各軸、齒輪、軸承孔不干涉，并滿足各主軸、驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為逆時(shí)針旋向的條件下，合理布置各軸位置。因此傳動(dòng)系統(tǒng)的傳

34、動(dòng)樹形圖如圖3-3所示。圖3-3立式主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)樹形圖3傳動(dòng)計(jì)算(1) 齒輪模數(shù)的確定m=(3032) =1.69所以，取m=2,驅(qū)動(dòng)軸上取m=3。傳動(dòng)的基本公式：式中， 主動(dòng)輪齒數(shù)： 從動(dòng)輪齒數(shù)： 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速（n/min）： 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速（n/min）： 中心距（mm）： m模數(shù)（mm）：表3-1 電機(jī)參數(shù)型號(hào)形式電機(jī)型號(hào)電機(jī)功率(KW)（mm）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）輸出軸轉(zhuǎn)速1TD50Y160M67.5490970485(2)下面用上面的公式來(lái)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)0軸上取,1) 取 所以由表3-1知0軸轉(zhuǎn)速為485取 m32) 由14軸的轉(zhuǎn)速可得：3) 取 m3 4） m35）取 m2.5

35、 6）取 m2.5計(jì)算后可排出傳動(dòng)系統(tǒng)圖，上面標(biāo)有軸號(hào)以及每對(duì)齒輪的齒數(shù)和模數(shù)如圖3-4所示： 圖3-4 傳動(dòng)系統(tǒng)圖（3）齒輪傳動(dòng)比驗(yàn)算： 三個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速相差很小，傳動(dòng)比誤差在允許范圍之內(nèi)所以傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可行。（4）估算軸徑剛度條件計(jì)算時(shí)主軸的直徑為式中，d軸直徑（mm）； T軸所承受的轉(zhuǎn)矩（）； B系數(shù)， B=1.948（主軸），B=1.638（傳動(dòng)軸）。試中，T軸所承受的轉(zhuǎn)矩（）; P功率（kw）; n轉(zhuǎn)速（r/min）.已知封齒輪機(jī)械傳功效率為0.97，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率為0.99主軸112： 所以取主軸直徑d=25mm。傳動(dòng)軸2225： 所以取主軸直徑d=25mm。傳動(dòng)軸20

36、21： 所以取主軸直徑d=30mm。傳動(dòng)軸1819： 所以取主軸直徑d=30mm。傳動(dòng)軸1617： 所以取主軸直徑d=25mm。傳動(dòng)軸1415： 所以取主軸直徑d=30mm。傳動(dòng)軸13： 所以取主軸直徑d=25mm。§3.5 主軸箱坐標(biāo)的計(jì)算 坐標(biāo)計(jì)算是主軸箱設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。它包括計(jì)算主軸和傳動(dòng)軸的坐標(biāo)位置。為了保證組合機(jī)床的加工精度（被加工孔的位置精度），和確保齒輪正確的嚙合關(guān)系。主軸箱坐標(biāo)計(jì)算必須確保正確，否則，將給生產(chǎn)造成損失，輕則返工，重則使主軸箱報(bào)廢。主軸箱計(jì)算的順序和方法：1. 主軸箱坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定為了計(jì)算主軸箱各點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)于每個(gè)主軸箱都必須選擇一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)，一般

37、都選取主軸箱底平面與通過(guò)其定位銷孔的垂直線交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。2. 坐標(biāo)計(jì)算的順序主軸箱坐標(biāo)的計(jì)算順序是：首先計(jì)算主軸坐標(biāo)，然后計(jì)算與這些主軸直接嚙合的傳動(dòng)軸坐標(biāo)，再按順序計(jì)算其余軸的坐標(biāo)。3. 主軸坐標(biāo)的計(jì)算主軸坐標(biāo)的計(jì)算是按主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)和被加工零件工序圖進(jìn)行的。為了確保主軸坐標(biāo)的正確性，一般再按被加工零件圖進(jìn)行一次驗(yàn)算。主軸坐標(biāo)的計(jì)算精度，要求精確到小數(shù)點(diǎn)后第三位數(shù)字。4. 傳動(dòng)軸坐標(biāo)的計(jì)算傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算是主軸箱坐標(biāo)計(jì)算中工作量大和較復(fù)雜的一步。它可分為與一軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算，與二軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算，與三軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算等三種情況。本設(shè)計(jì)中只用到前兩種，下面介紹一下前兩種的

38、計(jì)算方法：1) 與一軸定距的傳動(dòng)軸的計(jì)算 計(jì)算時(shí)，只根據(jù)一根軸的坐標(biāo)和給定的齒輪嚙合中心距來(lái)計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。設(shè)一軸的坐標(biāo)為（0，0）；R為給定的齒輪嚙合中心距；另一點(diǎn)為（x，y），則有：設(shè)x=a 則或設(shè)y=b 則x=2) 與二軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)的計(jì)算 計(jì)算時(shí)根據(jù)兩根軸的坐標(biāo)和給定的兩個(gè)齒輪嚙合中心距，來(lái)算出傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。即已知三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)和三條邊，求另一頂點(diǎn)的坐標(biāo)。常用的方法是數(shù)學(xué)分析計(jì)算法，下面是數(shù)學(xué)分析計(jì)算法的兩種公式：第一種公式：驗(yàn)算公式：第二種公式：驗(yàn)算公式：下面用上述公式計(jì)算主軸和傳動(dòng)軸的坐標(biāo)，本主軸選取左下角的定位銷孔為坐標(biāo)原點(diǎn)。 圖3-5軸承孔坐標(biāo)1軸：由設(shè)計(jì)時(shí)選取可

39、知1軸的坐標(biāo)為：所以1軸的坐標(biāo)為（70，310）2軸：由設(shè)計(jì)時(shí)選取可知2軸的坐標(biāo)為：3軸：由設(shè)計(jì)時(shí)選取可知3軸的坐標(biāo)為：22軸：此軸與1軸，2軸，3軸三軸等距由與三軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算公式得，A(50,90) B（50，0）驗(yàn)算公式所以22軸的坐標(biāo)計(jì)算：4軸：由設(shè)計(jì)時(shí)選取可知3軸的坐標(biāo)為：所以4軸的坐標(biāo)為（200.000，310.000）5軸：由設(shè)計(jì)時(shí)選取可知5軸的坐標(biāo)為：所以5軸的坐標(biāo)為（200.000，220.000）6軸：由設(shè)計(jì)時(shí)選取可6軸的坐標(biāo)為：所以6軸的坐標(biāo)為（250.000，220.000）24軸：此軸與4軸，5軸，6軸三軸等距。由與三軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算公式得，A(0,90

40、) B（50，0）驗(yàn)算公式所以24軸的坐標(biāo)計(jì)算：20軸：由于20軸圓心在22軸和24軸連線的中心線上22軸24軸水平距離a=225-45=180所以18軸：所以18軸坐標(biāo)為：（135.000，196.000）14軸：14軸與0軸定距時(shí)相對(duì)于0軸 R=84 設(shè)y=20.28所以14軸的坐標(biāo)為（268.332,149.720）16軸：與16軸定距的軸是14軸，18軸14軸相對(duì)于18軸 所以16軸的坐標(biāo)為 （178.332，149.720）13軸：相對(duì)于0軸 所以13軸坐標(biāo)為（350，248）30軸：相對(duì)于13軸 所以30軸坐標(biāo)為（350，305）由于同時(shí)加工兩個(gè)零件，其他需加工孔關(guān)于箱體縱向中心線

41、對(duì)稱，所以其他孔坐標(biāo)同理可求。表3-2鏜孔坐標(biāo)孔號(hào)孔號(hào)孔號(hào)孔號(hào)000750031014268.332149.72021565265170310845022015431.673149.7202245265220220950022016178.332149.720234752653702201063031017521.673149.720242252654200310116302201813519625655265520022012680220195651963035030562502201335024820135265§3.5主軸箱總圖設(shè)計(jì)§3.5.1 繪制主軸箱總圖及補(bǔ)充加

42、工圖通用主軸箱總圖設(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。1) 主視圖3-6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。因此，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，驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，油泵的轉(zhuǎn)向，驅(qū)動(dòng)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(hào)。 圖3-6主軸箱主視圖2) 展開圖其特點(diǎn)是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸和傳動(dòng)及軸上的零件大多是通用的，且是有規(guī)則的排列的。一般采用簡(jiǎn)化的展開圖并以裝配表相配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。繪制的具體要求如下：(1) 展開圖3-7主要表示各軸及軸上零件的裝

43、配關(guān)系。包括主軸，傳動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸，油泵軸及其相應(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。圖中各零件的軸向尺寸和徑向尺寸（齒輪除外）要按比例畫出，軸向距離和展開順序可以不按傳動(dòng)關(guān)系繪制但必須注明齒輪所在排數(shù)，軸的編號(hào)及直徑規(guī)格。對(duì)近距離軸往往要求按實(shí)際距離繪制相關(guān)軸的成套組合件，以便能直觀地檢查有碰現(xiàn)象。 圖3-7展開圖(2) 對(duì)結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸，傳動(dòng)軸可只畫一根如傳動(dòng)軸47,主軸2和3。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，只是齒輪大小及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。展開圖上應(yīng)完整標(biāo)注主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。(3) 主軸和傳動(dòng)軸裝配表 把主軸箱中每根軸上的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。這樣可以使圖表對(duì)照清晰易看，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，方便裝配。(4) 主軸箱技術(shù)條件主軸箱總圖上應(yīng)標(biāo)明主軸箱部裝要求。即：主軸箱制造和驗(yàn)收技術(shù)條件：主軸箱按ZBJ5801189<<組合機(jī)床主軸箱制造技術(shù)條件>>進(jìn)行制造，按ZBJ5801289<<組合機(jī)床主軸箱驗(yàn)收技術(shù)條件>>進(jìn)