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邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 1 前言 組合機床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備 由于它仍是大批量機械產(chǎn)品實現(xiàn)高 效 高質(zhì)量和經(jīng)濟性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備 因而被廣泛應用于汽車 拖拉機 內(nèi)燃機和 壓縮機等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 其中 特別是汽車工業(yè) 是組合機床最大的用戶 如 德國大眾汽車廠在 Salzgitter 的發(fā)動機工廠 90 年代初所采用的金屬切削機床主要 是組合機床自動線 60 組合機床 20 和加工中心 20 顯然 在大批量生 產(chǎn)的機械工業(yè)部門 大量采用的設(shè)備是組合機床 因此 組合機床的技術(shù)性能和綜 合自動化水平 在很大 程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率 產(chǎn)品質(zhì)量和企 業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu) 也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力 現(xiàn)代組合機床為機電一體化產(chǎn)品 它是控制 驅(qū)動 測量 監(jiān)控 刀具和機械組 件等技術(shù)的綜合反映 近 20 年來 這些技術(shù)有長足進步 同時作為組合機床主要 用戶的汽車和內(nèi)燃機等行業(yè)也有很大的變化 其產(chǎn)品市場壽命不斷縮短 品種日益 增多且質(zhì)量不斷提高 這些因素有力地推動和激勵了組合機床和自動線技術(shù)的不斷 發(fā)展 十多年來 作為組合機床重要用戶的汽車工業(yè) 為迎合人們個性化需求 汽車 變型品種日益增多 以多品種展開競爭已成為汽車市場競爭的特點之一 這使組合 機床制造業(yè)面臨著變型多品種生產(chǎn)的挑戰(zhàn) 為適應多品種生產(chǎn) 傳統(tǒng)以加工單一品 種的剛性組合機床必須提高其柔性 在國外許多公司中 組合機床設(shè)計已普遍采用 CAD 工作站 在設(shè)計室?guī)缀鹾茈y 見到傳統(tǒng)的繪圖板 CAD 除應用于繪圖工作外 并在構(gòu)件的剛度分析 有限元方法 組合機床設(shè)計方案比較和選擇 以及方案報價等方面均已得到廣泛應用 從而顯著 地提高了設(shè)計質(zhì)量和縮短了設(shè)計周期 加之國外許多公司在組合機床組成模塊方面 的系列化和通用化程度很高 一般達 90 以上 使組合機床的交貨期進一步縮短 目前 在機械加工工業(yè)中 機械產(chǎn)品大批量生產(chǎn)中 組合機床已得到廣泛運用 一些復雜的殼體類零件 加工工藝復雜 定位夾緊困難的工件 要提高其加工精度 生產(chǎn)效率 單憑普通機床是很難辦到的 而在用普通機床加工復雜工件的過程中 對操作者的技術(shù)也提了較高的要求 這就迫切的要求生產(chǎn)一定數(shù)量的組合機床 這 樣 不但可以提高零件的加工精度和生產(chǎn)率 而且成本低 生產(chǎn)周期斷 適合我國 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 2 的經(jīng)濟水平 教育水平和生產(chǎn)水平 更能夠在激烈的競爭中為企業(yè)獲得更多利潤 提高企業(yè)核心競爭力 目的意義 1 提高機床的加工精度和生產(chǎn)率 2 提高我們國家整個機械加工 行業(yè)的水平和實力 3 減輕工人的勞動強度 4 降低工件成本 加工工藝難度 操作者的技術(shù)要求 畢業(yè)設(shè)計是我們在學習階段的最后一個重要環(huán)節(jié) 要求我們能綜合運用大學四 年所學的專業(yè)知識和理論知識 結(jié)合實際 獨立解決本專業(yè)一般問題 樹立為生產(chǎn)服 務 扎實肯干 一絲不茍的工作作風 為將來在機械方面工作打下良好的基礎(chǔ) 我設(shè)計的課題是粗鏜 CK 型機床主軸箱 73 5 2 58 5 三孔雙向臥式組合 鏜床 為了做好自己的畢業(yè)設(shè)計課題 我參照資料對組合鏜床的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 工件的 加工過程 加工工藝有了一定的了解 在老師的悉心指導下 我查閱了大量的相關(guān) 設(shè)計資料 本著提高自己的動手設(shè)計能力 綜合掌握自己專業(yè)的知識的精神 經(jīng)過 設(shè)計和討論 終于圓滿地完成了設(shè)計任務 由于本人實踐經(jīng)驗的欠缺和知識的局限 性 該夾具的實際工作情況及可用性還有待于實踐的檢驗 設(shè)計過程中難免出現(xiàn)一 些錯誤 敬請各位領(lǐng)導 老師 同學提出寶貴意見和見解 本人在此表示由衷的感 謝 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 3 1 CK 型機床主軸箱產(chǎn)品工藝過程分析 CK 型機床主軸箱是數(shù)控機床的主軸箱的箱體 結(jié)構(gòu)如圖 1 1 其工藝分 析如下 圖 1 1 CK 型機床主軸箱的三視圖 1 1 木模 確定造型的分型面 拔模斜度 型芯芯盒的幾何尺寸 內(nèi)外模澆口 直 澆口的幾何形狀及尺寸 澆注后的縮水量等工步 木模為機械制造的第一道工序 1 2 造型 采用滲加固化劑膚腩樹脂砂造型 在造型機上制造外型與泥芯 經(jīng)氧化 滲碳后進行脫模 在外模中下泥芯 然后經(jīng)合箱 扣箱工步 制作澆口杯 冒口杯 等 1 3 澆注 先進行點火 將砂型中有機原燃燒排氣 設(shè)置澆冒口 將熔化溫度在 1400 C 左右的鑄鐵水凈化 經(jīng)氣孔 渣子上浮清除干凈后 冷卻在 1300 C 左右 時進行澆注 1 4 清砂 鑄件冷卻 1 2 小時后 開箱送入振動落砂 上清砂 除去鑄件的澆冒 口系統(tǒng) 并對坯件進行打磨去刺 1 5 退火 消除坯件凝固的內(nèi)應力 加溫在 350 C 左右保溫 4 6 小時 并隨爐 冷卻 1 6 刷涂料 在需要加工的表面上刷上帶色 紅色 涂料 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 4 1 7 鉗 以三個大孔為基準 劃四周平面的加工線 1 8 龍門銑 找正工件 一次粗銑 4 5 個主軸箱體的外表面 并在箱體底平面及 兩側(cè)留 0 5mm 的精刨余量 1 9 龍門刨 精刨工件底平面 使之達到圖紙要求 精刨孔系兩側(cè)平面臺圖 1 10 搖臂鉆 以鉆模為夾具鉆加工 8 20 孔 并鉆鉸 2 16 兩銷孔 1 11 粗鏜 以臥式單工位雙面組合鏜床粗鏜 73 5 2 58 5 三大孔 并留單 邊加工余量 0 5mm 1 12 精鏜 以臥式單工位 雙面組合鏜床 精鏜上述三大孔位置如圖 并倒角 1 45 1 13 鉗 去除加工毛刺 1 14 檢驗 檢查各加工平面與空的尺寸是否合圖 1 15 鉗 在 CK 型數(shù)控主軸箱上打印標記 1 16 入庫 涂防銹油 分類堆放 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 5 2 CK 型數(shù)控機床主軸箱粗鏜工序及組合鏜床總體設(shè)計 2 1 CK 型數(shù)控機床主軸箱粗鏜工序分析及其機床類型選擇 2 1 1 本工序采用的定位方案及其特點 本工序采用 一面兩孔 的定位方案 其特點為 一面兩孔 的定位方案 廣泛 用于機加工的面與面的定位 它符合六點定位的原則 但由于一面兩孔中有兩個圓 孔面作定位基準面 易出現(xiàn)過定位現(xiàn)象 為了消除孔的大小 長度的公差 常采用 以一孔為定位銷 另一孔為輔助定位的削邊銷方法 2 1 2 本工序應達到的技術(shù)要求 本工序加工時 必須保證的幾何尺寸大孔的深度為 41mm 小孔深度為 36mm 兩孔的距離為 160mm 孔的大小尺寸為 73 5 58 5 基面到孔中心 高度為 200mm 形位公差 大孔的垂直度保證 孔之間為 孔內(nèi)表面粗糙度為 3 2 工件的材料為 HT200 硬度為 HBS170 200 在生產(chǎn)的鑄件不得有氣孔 砂 孔等鑄造缺陷 同時保證鑄件毛坯孔的加工余量為 5mm 2 1 3 本工序采用的夾緊方式 適用于批量生產(chǎn)本工序采用液壓夾緊 其特點是快捷 省力 可靠 夾緊力大 2 1 4 機床類型選擇 即機床的布置形式 本工序加工的孔的中心線與定位基準平行且工件兩個垂直側(cè)面上的孔系為同軸 度的相互對應孔 故此在選擇鏜床工件時的組合機床應選用臥式單工位雙面組合鏜 床 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 6 2 1 5 組合鏜床總體設(shè)計圖如圖 2 1 所示 圖 2 1 組合鏜床總體設(shè)計 2 2 加工參數(shù)的選擇及零 部件的選用 2 2 1 刀具的選擇 刀具材料為硬質(zhì)合金 YG8 刀具的角度選擇前角 0 6 后角 0 6 主 偏角 k 60 因為鏜孔直徑為 73 5 58 5 即 p 4 5 取鏜桿直徑 d 55 40 鏜刀截面 13 13 16 16 10 10 15 2 2 2 切削用量的選擇 切削用量包括 ap f v n ap 4 5 鏜大孔時 v 40m s f 1 0 6mm r 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 7 rmfnf rdvmfnrdv 36 0min 6 2154010i 8 7i 6in 6 128794010212121 2 2 3 切削功率 扭矩 徑向力 軸向力計算 在確定機床所加工時必須注意的要素 首先考慮在加工時的受力情況 才能在 規(guī)定的范圍內(nèi)選取各種配件 以保證加工面條件要求 加工條件為鏜孔 刀具材料為硬質(zhì)合金而工件材料為灰鑄鐵 HT200 周向力 Fz 51 4apf0 75HB0 55 1 軸向力 Fx 0 51ap 1 2 f0 65HB1 4 1 扭矩 T 25 7Daapf 0 75 HB0 55 1 切削功率 P FzV 61200 HB HBmax 1 3 HBmax HBmin 190 1 鏜 73 5 孔時 Fz1 主切削力 51 4apf 0 75HB0 55 51 4x4 5x0 50 75x 200 1 3 200 170 51 4x4 5x0 50 75 x190 2464 44N 功率 P1 Fz1 Ve 60000 2 46444KW 軸向力 Fx1 0 51ap1 2f 0 65HB1 1 0 51x4 51 2 x0 50 65 x1901 1 634 43N 扭距 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 8 T1 25 7Dapf 0 75HB0 55 25 7x79x4 5x0 50 75 x1900 55 97345 24N mm 鏜大孔的主軸箱主軸 mMBd6 34102 975 610441 取 d1 35mm 對于 58 5 的小孔 n1 n2 f2 f1 D2 D1 54 79 f2 0 5 f2 0 34mm r Fz2 51 4apf0 75HB0 55 51 4x4 5x0 340 75x1900 55 1845 44N P2 Fz2 Ve 60000 1 84544KW Fx2 0 51ap1 2f0 65 HB1 1 0 51x4 51 2x0 340 65x1901 1 493 76N T2 扭距 25 7D2 ap f 0 75HB0 55 25 7x54x4 5x0 350 75x1900 55 49826 81N mm 總功率 P 總 P1 2P2 6 15532KW 小孔主軸直徑 mMBd3 29108 462 1042 2 2 4 本道工序?qū)虺叽绲拇_定 導向裝置的作用是 保證刀具的相對工件的正確位置 保證各刀具相互間的正 確位置 提高刀具系統(tǒng)的支承剛性 本道工序因是鏜孔 所以選用固定式導向裝置 這種導向精度較高 可以較好 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 9 地滿足鏜孔的精度要求 設(shè)裝置由中間套 可換導套和壓套螺釘組成 中間導套采 用間隙配合 在導套磨損后 可以較為方便地更換 考慮到以上各種因素 最后選擇臥式單列圓錐滾子軸承導向套 T 0605 05 導套內(nèi)徑 100mm 中間導套采用 H7 jsb 的間隙配合 可換導套采用 H7 n6 的過盈 配合 軸與中間導套配研 導向長度的確定必須保證刀具剛切入工件時 已進入導套內(nèi)的導向長度 L 不小 于一個導向部分的直徑 d 再考慮到加工完畢 退刀后 取出工件的方便 最后確 定導套的長度為 260mm 固定導向支座與工件支承座因相距很遠 使用同一支承座 其尺寸為兩導套的 距離為 880mm 2 2 5 選擇浮動卡頭 夾緊螺母 圓螺母 選用大浮動量卡頭 型號均為 T6112 1 鏜大孔 73 5 的夾緊螺母取 Tr44 2 1 鏜小孔 58 5 的夾緊螺母取 Tr36 2 1 鏜大孔 73 5 的圓螺母取 M44 1 5 5 鏜小孔 58 5 的圓螺母取 M36 1 5 5 2 2 6 導向結(jié)構(gòu)的選擇 導向裝置的作用是 保證刀具相對工件的正確位置 保證刀具相互間的正確位 置 提高刀具系統(tǒng)的支撐剛度 由于 CK 型數(shù)控機床主軸箱 73 5 2 58 5 孔的精度要求較高 故選用 固定式導向裝置 此種導向裝置精度較高 可以滿足加工要求 此導向裝置由中間 套 可換導套和壓套螺釘組成 如圖 2 2 所示 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 10 圖 2 1 導向裝置結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)工件形狀取 鏜大孔 73 5 時 105 D 115 D1 1223 1 鏜小孔 58 5 時 65 D 75 D2 83 1 其配合公差為 間隙配合 675JsH 6715JsH 過盈配合 6783KH 123 與 均是在配合是配研 使之達到鏜孔所能達到的位置精度 50 達到鏜孔所要求的位置精度 鏜孔 73 5 時 L1 取 210 1 取 8 2 取 40 1 鏜孔 73 5 的固定異向套順序與鏜 58 5 孔的導向套相同 故 L2 均與 L 的長度相同 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 11 2 3 計算動力部件的工作循環(huán)及工作行程 動力部件的工作行程指加工時動力部件從原始位置開始運動到加工終了位 置又返回到原來的動作過程 包括快進 工進 快退 動力部件的進給長度 L 工進 L1 L 加工長 L2 L 加工長 加工部位長度 以最深孔來計算 L1 刀具切入量 L2 刀具的切出長度 L 加工長 40 L1 取 5 取 L2 10 1 則 L 工進 5 40 10 55 動力部件快速退回長度 L 快退 L 快退 L 工進 L 快進 為了裝卸工件方便 取 L 快進 100 即 L 快退 55 100 動力部件快速退回的長度 L 快退 必須保證有所有刀具均退回夾具的刀套內(nèi) 而不影響工件的裝卸 所繪的加工示意圖 L 10 40 40 90 155 即 L L 快退 則刀具可完全退回導套內(nèi) 即設(shè)計合理 動力部件的總行程的確定 L 總 L 工作行程 L 前備量 L 后備量 L 工作行程 動力部件的工作行程 即 L 快退 L 前備 動力部件尚可調(diào)節(jié)的距離 L 后備 刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中得到所需的軸向距離 L 工作行程 155 L 前備 30 L 后備 255 L 總 255 30 155 400 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 12 工作循環(huán)圖如 2 3 圖所示 圖 2 3 工作循環(huán)圖 總結(jié) 繪制加工示意圖時應注意的問題 加工示意圖應與機床實際加工狀況一致 刀具應畫在終了位置 尺寸應完整 尤其是從主軸箱端面到刀尖的軸向尺寸應完整 加工示意圖上應標出各主軸的切削用量和被加工零件的圖號 材料硬度 加 工余量以及是否冷卻液等 加工示意圖上應表示加工過程的工作循環(huán)及各行程的長度 2 4 繪制機床總圖時選用通用件 2 4 1 選擇動力箱型號 本說明書已算出 P 切 4 36kw P 電 P 切 k k 0 8 則 P 電 5 46kw 動力箱所取的型號為 ITD40V 1 電動機型號為 Y132M2 6 1 電動機功率 P 5 5kw L3 435 1 2 4 2 選擇其他通用部件 液壓滑臺所選型號為 HY40IA 型 2 3 側(cè)底座所選型號為 IFF401 型 2 3 所得主軸箱寬度為 325 長度為 500 高度為 500 4 5 去中間底座長度為 1250 高為 560 寬度取 630 6 支撐臺高度取 376 寬度為 560 長為 560 6 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 13 液壓夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其液壓圖 如圖 2 4 2 5 所示 圖 2 4 液壓夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 14 圖 2 5 液壓夾具的液壓圖 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 15 2 5 液壓夾緊設(shè)備 2 5 1 油缸的向下壓力 F 油 F 油 2P S 1 S2 P 單位液壓力 15 20kg cm2 S1 活塞面積 60 80cm2 S2 活塞桿面積 30 40cm2 F 油 2 20 80 30 2000kg 2 5 2 若一邊的多軸箱的刀具先接觸工件 此時該邊刀具切削所產(chǎn)生的軸向力 將對工件產(chǎn)生顛覆力矩 與之同時作用工件的上面 兩油缸產(chǎn)生的正壓力所形成的 壓力矩應與之平衡 該壓力矩應大于顛覆力矩 工件才能牢固可靠地被加工 其中 F 切削軸向力 某一邊先切削時產(chǎn)生的推倒工件的顛覆力 2 5 3 作用于工件的正壓力 按作用臂力臂的比例距離計算可以得到 F 油 2000kg F 正壓力 F 油 g 2000 g kg 受力如圖 2 6 所示 以鏜大孔為例 圖 2 6 工件受力圖 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 16 其中 F 切削力 F 軸向力 h 合力作用線至工件底面高度 h 200 P 300 M1 2F 正壓力 P 2 2 2000 9 8 150 5 88 106N mm M2 F 切 h 2857 7 200 5 71 105N mm M1 M2 則不會產(chǎn)生顛覆現(xiàn)象 即所選液壓設(shè)備合理 小結(jié) 1 繪制機床總圖時應注意的問題 機床總圖要按照加工終了時的狀態(tài)畫出 應注明電動機型號 功率 轉(zhuǎn)速 應注明動力部件的總行程 應表明液壓系統(tǒng)和電氣控制按鈕等的安裝位置 當工件上加工部位對其中心線不對稱時 而使動力部件對夾具和中心底 座不對稱時 應注明動力部件中心線與夾具中心線之間的偏移量 2 本機床總圖需要的技術(shù)要求 本機床為批量生產(chǎn) CK 型主軸箱專業(yè)雙面臥式組合鏜床 本機床在安裝調(diào)試時 其導軌水平面控制在百分之 0 5mm 之內(nèi) 如鏜 孔 安裝在主軸箱定位導柱中心軸線的同軸度控制在 0 5 內(nèi) 本機床的夾具和工作臺進給液壓系統(tǒng)采用 2 5 8 m 壓力工作進給速度 為 12 5 500mm min 但不小于 4mm min 以免油路系統(tǒng)產(chǎn)生爬行 影響工件的加工質(zhì)量 本機床 20 40 機油潤滑 每三年定期更換一次 本機床內(nèi)表面涂上紅色硝基防銹漆 其外表面涂上三遍油漆和底漆進行 三次打磨 一次水磨拋光烘干后進行噴漆烤干 主色為淺綠色 本機床生產(chǎn)一件產(chǎn)品所需時間為一分鐘 機床的年產(chǎn)量為六萬臺 本機床的裝料高度 h 裝料高 多軸箱刀具中心線至多軸箱底部高度 滑臺滑座高度 側(cè)底座高度 254 320 560 1134 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 17 2 6 生產(chǎn)率計算卡 2 6 1 機床理想生產(chǎn)率 1的計算 1 60 T 單 60 T 機 T 輔 T 單 單件工時 T 機 機加工時間 包括快進時間 快退時間 工作臺直線移動或轉(zhuǎn)位時間 工件裝卸時間等 查表得 T 機 0 71 T 輔 1 83 2 6 2 機床負荷率 的計算 Q 2 Q1 Q1 機床理想的生產(chǎn)率 Q 24 件 時 Q1 2Q Q2 使用單位時間的生產(chǎn)率 全年工時以單位工制計算 需此類機床 2 臺 Q2 38 件 時 Q 2 Q1 79 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 18 3 臥式單工位雙面組合鏜床傳動系統(tǒng)的設(shè)計 臥式單工位雙面組合鏜床傳動系統(tǒng)圖如圖 3 1 0 圖 3 1 主軸箱傳動系統(tǒng)圖 3 1 傳動系統(tǒng)的一般要求 1 盡量用一根傳動軸帶動多根主軸 當齒輪中心距不符合標準時 可采用變 位齒輪 2 盡量避免用主軸兼?zhèn)鲃虞S 3 用于粗加工主軸上的齒輪盡可能分布在第 排 以減少主軸扭轉(zhuǎn)變形 4 主軸箱傳動齒輪傳動比一般單與 1 2 最佳傳動比為 1 1 5 后蓋內(nèi)傳動比 大于 1 3 1 3 5 盡可能避免升速傳動 若采用其傳動比應小于 2 且傳動比最好放 在傳動鏈的最末一 二級上 以減少功率損失 5 齒輪排數(shù)的安排 不同軸上的齒輪不相碰時 可將齒輪放在箱體內(nèi)的同一排上 不同軸上的齒輪與軸或軸套不相碰時 可將齒輪放在箱體內(nèi)不同排上 齒輪與軸相碰時 可將齒輪放在后箱蓋內(nèi) 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 19 6 在擬定傳動系統(tǒng)圖時 一般采用 計算 作圖和多次試湊 的方法 7 動力箱齒輪一般位于多軸箱中間位置 3 2 擬定傳動系統(tǒng) 3 2 1 主軸箱所選用尺寸為 500 500 得到驅(qū)動軸在主軸箱內(nèi)距離底座高度為 159 5 電動機輸出轉(zhuǎn)速 n0 480r min 鏜大孔轉(zhuǎn)速 n1 128r min 鏜小孔的轉(zhuǎn)速 n2 216 1 取動力箱齒輪 m 3 z 23 2 齒輪傳動如圖 3 2 所示 圖 3 2 齒輪傳動圖 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 20 410 主nZn 28 m4 m 2 n0 480 n 主 4 128r min Z0 23 取 Z1 40 2 解得 Z4 39Z4 81 210 主nn 0 m2 Z m 2 n0 480 n 主 2 216r min Z0 23 Z1 40 解得 Z2 44Z 2 56 3 2 2 主軸的傳動齒輪獲得的實際轉(zhuǎn)速的核定 因為齒數(shù)必須取整數(shù) 故此在加工示意圖中所確定的轉(zhuǎn)速 n 與實際轉(zhuǎn)速有一定 的誤差 但誤差率不得超過 5 即 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 21 理 論 理 論實 際 5n n4 實際 n 0 Z0 Z1 Z4 Z 4 480 23 40 39 81 132 89 582 3289 31 n2 實際 n 0 Z0 Z1 Z2 Z 2 480 23 40 44 56 216 857 54 0657 2 1 2 均小于 5 齒輪設(shè)計合理 3 3 傳動齒輪強度校核設(shè)計 3 3 1 由公式計算 驗證 Z0 的強度 Z0 為最薄弱齒輪所受扭轉(zhuǎn)最大 23112 HEtt IZudTkd 取最大齒輪材料為 40Cr 并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火 大小齒輪均選硬齒面 齒 面硬度為 48 55HRC 因為從齒輪傳遞的功率小 所選用直齒圓柱齒輪 選取 7 級精度齒輪 小齒輪 Z0 23 大齒輪 Z1 40 初選 Kt 1 3 計算小齒輪傳遞的扭矩 T1 95 5 10 5 P1 Np 95 5 10 5 5 5 480 1 09 10 5N mm d 取 0 4 查得 ZE 189 8MPa 查得 H lim1 H lim2 1170MPa 查得 KHN1 0 88 KHN2 0 90 計算接觸疲勞需用應力 取失效率為 1 安全系數(shù) S 1 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 22 H1 K HN1 H lim1 1030Mpa H2 K HN2 H lim2 1053Mpa 3 3 2 計算 1 3 253 211t 1038 9 74 0192 ud HEZT 2 計算圓周速度 smvt 5 0648 106 3 計算寬度 b d d 1t 0 4 61 85 24 74mm 4 計算齒寬與齒高之比 b h 模數(shù) mt d 1t Z0 61 85 23 2 69 齒高 h 2 25m t 2 25 2 69 6 05 b h 24 74 6 05 4 09 5 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v 1 82m s 7 級精度 查得 K v 1 03 直齒輪 假設(shè) KAFt b 100N mm 查得 K Ha K Fa 1 1 查得 K A 1 KH 0 43 KF 1 3 故載荷系數(shù) K K A KV K KA 1 1 03 1 1 1 43 1 62 6 按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 mdtt 04 693 1285 631 7 計算模數(shù) m d 1 Z0 69 04 23 3 00 3 3 3 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計校核 由公式 32 FSaYdZk 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 23 1 確定公式內(nèi)個計算值 1 查得 FE1 FE2 680MPa 2 查得 KFN2 0 9 KFN1 0 88 3 計算疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1 4 由公式 F 1 K FN1 FE1 S 0 88 680 1 4 427 4MPa F 2 437 14Mpa 4 計算載荷系數(shù) K K AKVK KF 1 1 2 1 1 1 3 1 72 5 查得齒形系數(shù) YFa1 2 69 YFa2 2 40 6 查得應力校正系數(shù) YSa1 1 575 YSa2 1 67 7 計算 并比較大小齒輪 1FSaY 1FSa 09 4 27569 2FSaY 2 1 3 小齒輪數(shù)值大 2 設(shè)計計算 50 29 234 097135 m 對比計算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 略大于由齒根彎曲疲勞 強度計算的模數(shù) 由于齒輪模數(shù) m 的大小取決于彎曲強度所確定的承載能 力 而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān) 可取由彎曲 強度算得的模數(shù) 2 60 并就近圓整 m 3 按接觸強度算得的分度圓直徑 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 24 d1 69 04 由 Z d 1 m 69 04 3 23 01 取 Z0 23 Z1 u Z 0 40 模數(shù)即為 3 3 3 4 幾何尺寸計算 模數(shù)圓整 m 3 1 計算分度圓直徑 d1 m Z 0 3 23 69 Z1 40 d2 m Z 2 3 40 120 2 計算中心距 a d 1 d2 2 69 120 2 94 5 3 計算齒輪寬度 b d d 1 0 4 69 27 6 圓整 B1 28 B2 也可取 28 4 驗算 Ft 2 d 1 2 1 09 105 69 3159 4N mNbKtA 10 83 124 359 選擇合適 因為齒輪傳遞的扭矩較小 故齒根彎曲強度可略去不計 經(jīng)上分析計算 Z0 23 Z1 40 所選合適 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 25 3 4 潤滑系統(tǒng)齒輪泵上齒輪參數(shù)的確定 潤滑用齒輪泵的傳動系統(tǒng)有 5 6 軸傳入 Z5 23 Z5 齒輪與 Z1 44 齒輪嚙合 且與 Z0 Z1 處于同一排 5 6 軸用 Z36 Z47 齒輪連接 Z5 的模數(shù)取 3 Z36 Z37 的模數(shù)取 2 d5 m Z5 3 23 69 1 2 軸之間的距離為 60 d5 60 故第 5 軸需偏移一段距離 取 5 軸偏移 30 min 7 62340248367510 rZn 泵 n 泵 在 400 800r min 范圍之內(nèi)所選 R12 2 型葉片泵 滿足要求 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 26 4 臥式單工位雙面組合鏜床多軸箱設(shè)計 多軸箱的裝配圖如圖 4 1 所示 423214432123212231321 3562140n 72n 9214 圖 4 1 多軸箱的裝配圖 多軸箱是組合機床的重要專用部位 它是根據(jù)加工示意圖的加工孔位置和數(shù)量 切削量和主軸類型設(shè)計傳遞各主軸運動的動力部件 通用多軸箱由通用零件如箱體 主軸 傳動軸 齒輪和附加機構(gòu)構(gòu)成 箱體類 零件 箱體 前后蓋 側(cè)蓋等 活動類零件有 主軸 傳動齒輪動力箱等 潤滑及 防油元件有 葉片泵 分油器 注油杯 排油塞 油盤和防油套 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 27 4 1 主軸的外形 材料 多軸箱主軸選用圓錐滾子軸承主軸 前后支撐的為圓錐滾子軸承 此類軸承可 承受較大的徑向力和軸向力 且結(jié)構(gòu)簡單 裝配調(diào)整方便 適用于兩個方向都有軸 向力時宜采用此結(jié)構(gòu) 主軸的外行如圖 4 2 所示 3 280 12B 40A B C AABC AB 8 圖 4 2 主軸 主軸材料宜用 40Cr 熱處理 通用傳動軸用 45 鋼調(diào)質(zhì) 4 2 計算各軸的直徑 2 3 軸 275 3016 582 61044 MBd d2 d3 取 35mm 4 軸 89 37102 95 61044 d d4 取 40mm 計算 1 軸的直徑 5642 817 1395256481394 ZM 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 28 d1 取 40mm 0 5 軸 d 取 30mm 4 3 校核主軸 進行軸的強度校核 只需校核所受扭矩最大的那根軸 即校核 1 軸 1 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 MPadNTZ23 1402 65 016331 2 作出軸的計算簡圖 軸所受載荷是從軸上零件傳來的計算時 常將軸上各力載荷簡化為集中力 其 作用點取為載荷分布段的中心點 作用在軸上的扭矩一般從傳動輪輪轂寬度的 中心算 3 作出彎矩圖 分別按水平面和垂直面計算各力產(chǎn)生的彎矩 并按照計算結(jié)果分別作出水平面 的彎矩 MH 和垂直面上的彎矩 Mr 圖 按下式作 M 圖 如圖 4 1 所示 2rHM 4 4 主軸軸承的選擇及其極限轉(zhuǎn)數(shù)的校核 d 30mm 圓錐滾子軸承 E7506 30 62 21 對于 2 3 軸 d 35 選擇軸承 1 E207 E8207 對于 4 軸 d 40 選擇軸承 E7508 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 29 圖 4 1 平面的彎矩 MH 和垂直面上的彎矩 Mr 圖 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 30 載荷的核定 在進行軸承壽命計算時 必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額度載荷的條件相 一致 動載荷 P XR YA 由于軸承只承受純徑向力載荷 R P 1 7R R F8 5060 32N 軸承預期計算壽命 pcnLhm601 c 29 90 q 10 3 P 1 7 5060 32 8602 544N Lh 176 676 故軸承所選合理 4 5 多軸箱潤滑系統(tǒng)的設(shè)計 潤滑油泵安排 油泵軸的位置要盡可能靠近油池 高度不大于 40 50mm 油泵 軸轉(zhuǎn)速須根據(jù)工作條件而定 軸的數(shù)目多的油泵轉(zhuǎn)速須取高些 本例中選用 R12 型 葉片泵 轉(zhuǎn)速在 400 800r min 范圍內(nèi) 箱體寬度為 500 采用一個油泵 為了便于維修 油泵齒輪布置在第 排上 油泵的位置要使回轉(zhuǎn)方向保證排油 口轉(zhuǎn)過 270 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 31 4 6 箱體補充加工圖 主軸箱一般為鑄件 材料為 HT200 為通用鑄件 但由于加工對象不同 需要 在通用鑄件的基礎(chǔ)上進行加工 如圖 4 3 所示 根據(jù)設(shè)計的不同要求 需要在箱體鑄件的兩個地方修改模型或鉆孔 在繪制中凡需要補充的部分用粗實線劃出 通用鑄件原有部分的輪廓一律用細 實線劃出 安裝軸承外徑的孔公差去 K7 19 531 57 5601356015643196 5175 43 5 563020 54 54 5 0 14 1 6 1 6 1 6 1 6 6 3 6 3 7 8鏜 孔 鏜 孔 2 0 1 0 14 鏜 孔 鏜 孔 0 14 銑 平 面 鏜 孔 鏜 孔 0 3 0 3 2 05 2 1 0 8檢 查 深 50 3 0 3 3 38 0 52 30 2 58 6 圖 4 3 箱體補充加工圖 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 32 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是我大學四年學習階段的最后一個學習環(huán)節(jié) 是培養(yǎng)我綜合運用四年 所學的理論專業(yè)知識 獨立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力 培養(yǎng)我獨立創(chuàng)新 設(shè)計的能力 樹立正確的設(shè)計思想和優(yōu)秀的工作作風 畢業(yè)設(shè)計是把實際生產(chǎn)中的問題變?yōu)榱W 數(shù)學模型 然后加以求解 再設(shè)計 出圖紙和技術(shù)文件及其運算過程 畢業(yè)設(shè)計不僅涉及到數(shù)學 力學 材料 公差 機械制造等方面的知識 而且涉及到計算 繪圖 文字分析表達等方面的綜合實際 能力 畢業(yè)設(shè)計有助于培養(yǎng)我的工程技術(shù)能力 主要包括分析能力和設(shè)計能力 分析 能力主要對課題 工藝技術(shù)等方面的分析 是自己能夠較熟練掌握四年來的專業(yè)知 識 并得到一定的整體鍛煉的機會 并加以鞏固 畢業(yè)設(shè)計的目的主要是培養(yǎng)能力 它包括計算能力 繪圖能力和編寫設(shè)計說明 書的能力 文獻檢索能力等方面 畢業(yè)設(shè)計圖任務大 對圖紙質(zhì)量要求高 視圖選擇 線型 公差和技術(shù)要求等 均符合國家標準 畢業(yè)設(shè)計對我的要求較高 我在設(shè)計過程中必須勤翻 參考各種 資料書 認真 務實地把設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計所需圖紙 資料作好 作全 在此次畢業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計過程中 感謝我的指導老師悉心的教導 是他的精 心指導 我才能不斷鞏固和深化自己所學的基礎(chǔ)專業(yè)知識 使我能圓滿地完成畢業(yè) 設(shè)計 我再次衷心的感謝 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 33 主要參考文獻 1 周涌明主編 畢業(yè)設(shè)計指導書 1993 年 11 月第一版 華中理工大學出版社 2 沈陽工業(yè)大學 大連鐵道學院 吉林工學院 綜合機床設(shè)計 1985 9 上海科學 技術(shù)出版社 3 謝家瀛主編 組合機床設(shè)計簡明手冊 1995 年 10 月第三版機械工業(yè)出版社 4 艾興 肖詩綱編 切削用量簡明手冊 1995 年 10 月第三版機械工業(yè)出版社 5 吳宗澤 羅圣國主編 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 1992 年高等教育出版社 6 鄧文英主編 金屬工藝學 第四版 1992 高等教育出版社 7 曾志新 張福潤 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 武漢理工大學出版社 8 何存興 張鐵華主編 液壓傳動與氣壓傳動 第二版華中科技大學出版社 9 宋殷主編 機床夾具設(shè)計 華中理工大學出版社 10 溫松明主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 湖南大學出版社 11 吳宗澤主編 機械設(shè)計 2001 年 2004 年重印 高等教育出版社 12 清華大學工程圖學及計算機輔助設(shè)計教研室劉朝儒 彭福蔭 高政一主編 機械 制圖 第四版 13 吳宗澤主編 機械設(shè)計實用手冊 北京化工工業(yè)出版社 1999 年出版 14 機械設(shè)計手冊 上 中 下冊 1979 年 10 月北京第一版化學工業(yè)出版社 15 楊黎明主編 新標準機械零件和刀具手冊 1996 年 5 月第一版兵器工業(yè)出版社 16 辛一行主編 現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊 北京機械工業(yè)出版社 1996 年出版 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 34 致 謝 畢業(yè)在即 回想四年大學生活 我真誠地感謝邵陽學院機械與能源工程系所有 老師 在他們精心的培養(yǎng) 指導 無私的關(guān)懷與幫助下 促使我順利完成了學業(yè) 成為一名合格的大學生 本課題在選題及研究過程中得到曾周亮老師的悉心指導 曾老師多次詢問研究 進程 并為我指點迷津 幫助我開拓研究思路 精心點撥 熱忱鼓勵 曾老師經(jīng)常 通過電子郵件給我指導 并且利用節(jié)假日的休息時間當面為我解決課題研究過程的 疑難問題 曾老師一絲不茍的作風 嚴謹求實的態(tài)度 踏踏實實的精神 不僅授我 以文 而且教我做人 給以終生受益無窮之道 在此對曾老師表示衷心的感謝 同時 我要借此機會 感謝在四年大學生活中陪我一起成長的同學 感謝你們 在這過去的四年大學生活中給我?guī)淼募冋娴挠亚?無私的關(guān)懷和幫助 最后 向我的父親 母親 兄弟以及所有的親戚朋友致謝 感謝他們對我的理 解與支持 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 35 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 論文 36