畢業(yè)論文(設(shè)計)——汽車橋殼十二軸鉆孔組合機床主軸箱設(shè)計

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　題 目 汽車橋殼十二軸鉆孔組合機床主軸箱設(shè)計 </p><p>　　高職院 院（系） 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)</p><p>　　學(xué)生姓名 &l

2、t;/p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　起訖日期 2012年12月17日—2013年4月5日

3、 </p><p>　　設(shè)計地點 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔

4、、銑削磨削等工序，在實際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。</p><p>　　本文主要針對專機上主軸箱部分，進行裝配設(shè)計以及計算。主軸箱是工序集中的、高效的組合機床的重要的專用部件之一，是用于布置（按所要求的坐標(biāo)位置）機床工作主軸及其傳動零件和相應(yīng)的附加機構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力從動力部件——動力頭、動力箱、電動機等，傳遞給各工作主軸，使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。繪出圖紙，明確計算，

5、通過設(shè)計的過程最終得到主軸箱精確的齒輪傳動系統(tǒng)，和具體的分布情況，使之符合加工要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：組合機床 主軸箱 設(shè)計</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Machine Tool is a small number of common parts and processes focu

6、s on specific parts of the composition of the high efficiency of machine tool. It can one (or several) components for multi-knife, multi-axis, multi-faceted, multi-bit processing. Machine tool can be done in combination

7、drilling, reaming, milling, grinding, etc. Processes, widely used in actual production, high efficiency, stability and precision.</p><p>　　This article will focus on the spindle box part of the plane, to ass

8、embly design and computing. Headstock is a process focused, efficient combination of machine-specific components important one is used for layout(coordinates according to the required location) machine tool spindle and i

9、ts drive components and the corresponding additional institutions. It is arranged by a certain geat ratio, the power from the power unit-power head, power boxes,motors,etc., passed to the work spindle, and thus o</p&g

10、t;<p>　　Keywords: Machine Tool Headstock Design</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄4</b></p><p><b>　　第一章 緒論5</b></p><p>　

11、　1.1組合機床的特點5</p><p>　　1.2組合機床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢5</p><p>　　1.3組合機床的方案選擇6</p><p>　　第二章 組合機床的總體描述7</p><p>　　2.2組合機床的優(yōu)點7</p><p>　　2.3組合機床的加工方式7</p><p

12、>　　2.4組合機床的發(fā)展史8</p><p>　　2.5組合機床部件分類8</p><p>　　第三章 組合機床主軸箱設(shè)計9</p><p>　　3.1主軸箱的用途9</p><p>　　3.2主軸箱的種類及結(jié)構(gòu)9</p><p>　　3.2.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱9</p><p&g

13、t;　　3.2.2小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱9</p><p>　　3.3總圖和零件的設(shè)計10</p><p>　　3.3.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱總圖的設(shè)計10</p><p>　　3.3.2大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱零件的設(shè)計10</p><p>　　3.4主軸箱坐標(biāo)計算10</p><p>　　3.5主軸的型式與直徑的確定和主軸箱所需

14、動力的計算11</p><p>　　3.6傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算11</p><p>　　第四章 汽車橋殼12軸組合鉆床主軸箱設(shè)計13</p><p>　　4.1被加工產(chǎn)品13</p><p>　　4.2設(shè)計任務(wù)13</p><p>　　4.3十二軸主軸箱設(shè)計13</p><p>　　

15、4.4機床所需的軸向力、功率校驗15</p><p>　　4.5鏜孔坐標(biāo)的計算15</p><p>　　4.6主軸箱的潤滑、變速和手柄軸的位置15</p><p><b>　　4.7總結(jié)17</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　

16、　1.1組合機床的特點</p><p>　　組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。</p><p>　　組合機床對多孔鉆削加工具有較大的優(yōu)勢，它按孔的坐標(biāo)分布位置實行一次加工，保證了孔的坐標(biāo)位置尺寸精度。作為組合機床專用部件

17、的主軸箱，有成熟固定的設(shè)計模式：標(biāo)準(zhǔn)的主軸箱體、前后側(cè)蓋、主軸、傳動軸、齒軸、軸承等，以及成熟的傳動、布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計方法可供選用。這是組合機床設(shè)計制造的長處。但是，如何根據(jù)制造工藝技術(shù)及組配件的要求，在設(shè)計上靈活應(yīng)用并有所創(chuàng)新，以更好地適應(yīng)加工工件的需要，是擺在我們組合機床設(shè)計人員面前的一個課題。[8]</p><p>　　1.2組合機床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　組合機床

18、及其自動線是集機電一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是搞笑、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機

19、床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等；隨著技術(shù)的不斷進步，一種新型的組合機床——柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機（

20、清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線）等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。</p><p>　　由于組合機床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機床及組合機床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴

21、大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。[9]</p><p>　　1.3組合機床的方案選擇</p><p>　　制定工藝方案 要深入現(xiàn)場了解被加工零件的加工特點、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這

22、里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和型式。</p><p>　　機床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機床的型式和總體布局。在選擇機床配置型式時，既要考慮實現(xiàn)工藝方案，保證加工精度，技術(shù)要求及生產(chǎn)效率；又要考慮機床操作、維護、修理是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設(shè)計的組合機床符合多塊好省的要求。</p><p>　　組合機床總體方案 這里要確定機床各部件間的相互關(guān)系，

23、選擇通用部件的刀具的導(dǎo)向，計算切削用量及機床生產(chǎn)率。給制機床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。</p><p>　　組合機床的部分方案和施工方案 制定組合機床流水線的方案時，與一般單個的組合機床方案有所不同。流水線上由于工序的組合不同，機床的型式和數(shù)量都會有較大的變化。因此，這時應(yīng)按流水線進行全面考慮，制定方案時也應(yīng)綜合研究，才能將工序組合的更為合理，更可靠地滿足工件的加工要求，用較多的工作，也為進一步發(fā)展創(chuàng)造了有

24、利條件。[5]</p><p>　　第二章 組合機床的總體描述</p><p>　　2.1組合機床的分類和組成</p><p>　　組合機床的通用部件分為大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機功率為1.5-30千瓦的動力部件及其配套部件。這類動力部件多為箱體移動的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機功率為0.1-2.2千瓦的動力部件及其配套部件。這類動力部件多為套筒移動的

25、結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機床稱為大型組合機床。用小型通用部件真誠的機床稱為小型組合機床。按設(shè)計的要求本次設(shè)計的機床為大型通用機床。</p><p>　　組合機床除了分為大型和小型外，按配置形式又分為單工位和多工位機床兩大類。單工位機床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機床則有移動工作臺式、回轉(zhuǎn)工作臺式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。本次設(shè)計的機床為單工位雙面銑床。</p><p&

26、gt;　　2.2組合機床的優(yōu)點</p><p>　　組合機床與通用機床、其他專用機床比較，具有以下特點：</p><p>　　組合機床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機床零部件總量的70~80%，因此設(shè)計和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟效果好。</p><p>　　由于組合機床采用多刀加工，并且自動化程度高，因此比通用機床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強度低。</p

27、><p>　　組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。</p><p>　　在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人水平要求不高。</p><p>　　當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時，采用其他類型的專用機床時，其大部分件要報廢。用組合機床時，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零

28、件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計和制造。</p><p>　　組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。</p><p>　　組合機床常用的通用部件有：機身、底座、立柱、動力箱、動力滑臺，各種工藝切削頭等。對于一些按循序加工的多工位組合機床，還具有移動工作臺或回轉(zhuǎn)工作臺。</p><p>　　動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運

29、動的動力部件。其中還有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭。</p><p>　　機身、立柱、中間底座等是組合機床的支承部件，起著機床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。[3]</p><p>　　2.3組合機床的加工方式</p><p>　　組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床

30、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)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。</p><p>　　組合機床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、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。有的組合機床采用

31、車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具進給運動，也可以實現(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。</p><p>　　2.4組合機床的發(fā)展史</p><p>　　二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5~0.63微米；鏜孔精度可

32、達(dá)IT7~6級，孔距精度可達(dá)0.03~0.02微米。</p><p>　　專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機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)生了組合機床。</p><p>　　最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車

33、公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。</p><p>　　2.5組合機床部件分類</p><p>　　通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。</p><p>　

34、　支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。</p><p>　　輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。</p><p>　　控制部件是用以控制機床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電器柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置

35、等。</p><p>　　為了使組合機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組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。</p><p>　　組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納

36、入柔性制造系統(tǒng)等。[12]</p><p>　　第三章 組合機床主軸箱設(shè)計</p><p><b>　　3.1主軸箱的用途</b></p><p>　　主軸箱是工序集中的、高效的組合機床的重要的專用部件之一，是用于布置（按所要求的坐標(biāo)位置）機床工作主軸及其傳動零件磨合相應(yīng)的附加機構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力從動力部件——動力頭、動

37、力箱、電動機等，傳遞給各工作主軸，使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。由于機床是根據(jù)不同加工對象而制定總體結(jié)構(gòu)方案，故有的主軸箱是安裝在動力頭或動力箱上；有的則是安裝在動力滑臺或床身上的。[1]</p><p>　　3.2主軸箱的種類及結(jié)構(gòu)</p><p>　　組合機床主軸箱，按其組成和用途分為：大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱、小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱和專用主軸箱三大類。</p><p>　　3.

38、2.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱</p><p>　　由通用零件和部件（通用的箱體類零件、主軸、傳動軸、齒輪和通用或?qū)Ｓ玫母郊訖C構(gòu)等）組成的“標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)”主軸箱，稱為大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱。</p><p>　　大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱剛性不是很高的，因為這種標(biāo)準(zhǔn)主軸箱，主軸的前后支承距離平均只有150毫米左右，而刀具的懸伸長度往往是主軸支承距的好幾倍。在這種懸伸比之下單靠主軸本身是不能保證孔加工的位置精度的，而主要有夾

39、具的導(dǎo)向裝置來保證。因此，對剛性主軸箱來說，可以把大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱稱為非剛性主軸箱。按加工性質(zhì)，它可分為下列三種：a.大型標(biāo)準(zhǔn)鉆削類主軸箱。一般用于完成鏜孔、鉆孔、擴孔、鉸孔、倒角等單一的或混合工序的主軸箱；b.大型標(biāo)準(zhǔn)攻絲主軸箱；c.大型標(biāo)準(zhǔn)鉆攻復(fù)合主軸箱。</p><p>　　大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的后蓋有四種厚度，設(shè)計時，若主軸箱內(nèi)只有動力頭輸出軸與另一傳動軸上有4或5排齒輪，并且這一對4或5排齒輪的輪廓又不超出后蓋

40、與動力頭的結(jié)合法蘭的范圍時，可以分別選用厚度為50和100毫米的后蓋。此時，后蓋窗孔要按齒輪輪廓加以擴大。否則，就要分別選用厚度為90毫米的基型后蓋和厚度為125毫米的加厚后蓋。[12]</p><p>　　3.2.2小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱</p><p>　　小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱是由主軸箱及其導(dǎo)向部分所組成。主軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的，但箱體的外形按具體需要可有多種形式。它和大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱一樣，主軸也是

41、非剛性的，刀具工作時須由導(dǎo)向來引導(dǎo)。按用途分，可分為鉆孔類主軸箱和攻絲類主軸箱。</p><p>　　主軸箱部分主要由專用的箱體類零件盒通用的傳動類零件組成。</p><p>　　屬于箱體類零件的有：鑄鋁的主軸箱體、前蓋和后蓋，以及鋼制的上蓋等。屬于通用傳動類零件的有：主軸、傳動軸、傳動齒輪等。動力頭齒輪室專用的[12]</p><p>　　3.3總圖和零件的設(shè)計&

42、lt;/p><p>　　3.3.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱總圖的設(shè)計</p><p>　　大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的總圖，包括下述部分：正視圖部分、按裝配型式歸類的主軸和傳動軸的截面圖。正規(guī)圖部分主要表示：主軸箱聯(lián)系尺寸、動力部件的型號、主軸位置、傳動關(guān)系、件號、潤滑油管的型號，以及必要的零件尺寸。</p><p>　　主軸和傳動軸的截面圖表示：主軸和傳動軸的裝配型式，軸承、齒輪、隔套等零

43、件的安裝位置，主軸防油套的型號，以及必要的零件尺寸等。</p><p>　　3.3.2大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱零件的設(shè)計</p><p>　　大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的大部分零件都是通用的，根據(jù)需要進行合理選用就行了。其箱體類零件（前蓋，后蓋，主軸箱體）雖然也是按比列化和通用化原則設(shè)計的，但并不是完全通用的。這些箱體類零件的模型，甚至鑄件都可以事先做好，但需要根據(jù)每個主軸箱的具體需要進行補充加工或修改模型急補

44、充加工。</p><p>　　補充加工圖和修改模型及補充加工圖</p><p>　　所謂補充加工圖和修改模型及補充加工圖，則是對基本零件圖——主要是通用箱體零件圖的補充圖或?qū)σ殉尚土慵岢鲅a充加工要求的圖紙。進補充機械加工內(nèi)容的補充圖，叫做“補充加工圖”；除了補充機械加工內(nèi)容外，同時還要求改動原有模型的補充圖，叫做“修改模型及補充加工圖”。對于那些標(biāo)準(zhǔn)的或外購零、部件，當(dāng)其局部不適用本主軸

45、箱時，也可以采取補充加工的方法。這時也要繪制補充加工圖。</p><p>　　用細(xì)實線把基本零件圖上的主要圖形畫出，次要的圖形。投影和一般的尺寸原則上可以不畫和不標(biāo)注。但是，為了表明零件的輪廓及補充內(nèi)容有關(guān)的位置尺寸關(guān)系，通常要把輪廓尺寸和有關(guān)位置尺寸注上。需要補充加工和修改模型的部位，要用粗實線畫出，并注上要求的尺寸、粗糙度、技術(shù)要求等。如需要取消基本零件圖上原有的圖形和尺寸，則需要特別加以注明。</p&

46、gt;<p><b>　　變位齒輪</b></p><p>　　在主軸箱傳動系統(tǒng)中，常采用一軸帶動多軸的傳動方法。在這種情況下，往往出現(xiàn)兩軸的中心距一定，而這個已定的中心距又不符合齒輪的標(biāo)準(zhǔn)嚙合中心距的情況，為了湊中心距離，就必須把嚙合副中的一個或兩個齒輪作成角度變位齒輪。[12]</p><p>　　3.4主軸箱坐標(biāo)計算</p><

47、p>　　主軸箱坐標(biāo)系遠(yuǎn)點的確定</p><p>　　為了計算主軸箱的各軸坐標(biāo)，對于每個主軸箱都必須選擇一個坐標(biāo)原點。當(dāng)主軸箱是直接安裝在動力滑臺或床身上時，一般選取主軸箱底平面與通過其他定位銷孔的垂直線交點為坐標(biāo)原點。對于安裝在動力頭或動力箱上的主軸箱，一律選取主軸箱體的定位銷孔為坐標(biāo)原點。</p><p><b>　　坐標(biāo)計算的順序</b></p>

48、<p>　　主軸箱坐標(biāo)的計算順序是：首先計算主軸的坐標(biāo)，然后計算與這些主軸有直接嚙合關(guān)系的傳動軸坐標(biāo)，再按順序計算其余軸的坐標(biāo)。</p><p>　　在計算過程中，藥隨時把計算出來的各軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)填入專門格式的坐標(biāo)集中，以供計算其他軸和將來面檢查圖與箱體圖時使用。</p><p><b>　　主軸坐標(biāo)的計算</b></p><p>

49、　　主軸坐標(biāo)的計算是按主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)或被加工零件工序圖進行的。為了確保主軸坐標(biāo)的正確性，一般應(yīng)再按被加工零件圖進行一次驗算。主軸坐標(biāo)的計算精度，要求精確到小數(shù)點后第三位數(shù)字。</p><p>　　為了減少計算誤差，對于角度關(guān)系的主軸坐標(biāo)，應(yīng)采用七位或七位以上的三角函數(shù)進行計算。</p><p>　　當(dāng)被加工零件的孔距尺寸帶有公差時，在計算坐標(biāo)時應(yīng)考慮公差的影響。主要是那些帶有單向公差

50、或雙向不等公差的尺寸，應(yīng)當(dāng)把公差計算進去，使主軸的名義坐標(biāo)尺寸位于公差帶的中央。</p><p>　　3.5主軸的型式與直徑的確定和主軸箱所需動力的計算</p><p>　　主軸的型式和直徑，主要取決于刀具的進給抗力和切削扭矩或主軸一刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。通常，鉆孔時采用前支承有止推軸承的主軸；鉆孔以外的其他工序，主軸前支承有沒有止推軸承都可以，這要視具體情況而定。設(shè)計時，盡可能不選用15

51、毫米直徑的主軸和滾針主軸，因為這種主軸的精度低，既不便于制造裝配，也不便于使用和維修。</p><p>　　確定主軸直徑時，首先要根據(jù)切削用量，按有關(guān)公式計算出主軸的切削扭矩。然后根據(jù)表“軸能承受的扭矩”，確定鉆削類主軸的直徑。</p><p>　　主軸箱所需的動力有兩項：一項是主運動系統(tǒng)所需的動力，也就是主軸箱所需要的功率，它等于切削功率、空轉(zhuǎn)功率和負(fù)荷成正比的功率損失之和；另一項是進給

52、力。</p><p>　　3.6傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算</p><p>　　所謂傳動系統(tǒng)的設(shè)計，就是通過一定的傳動鏈，按要求把動力從動力部件的驅(qū)動軸傳遞到主軸上去。同時滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和傳動的要求。一般來說，同一個主軸箱可以設(shè)計出幾種方案來。因此，設(shè)計時必須對各種傳動方案進行分析比較，從中選出最佳方案。</p><p>　　主軸的分布盡管有各種各樣類型，但通常采用的

53、經(jīng)濟而又有效的傳動是：用一根傳動軸帶動多根主軸。因此，設(shè)計傳動系統(tǒng)時，首先把所有主軸分成盡可能少的若干組同心圓，然后把在各組同心圓放置一根傳動軸，來帶動各自一組的主軸。接著再用盡可能少的傳動軸把各組軸與動力部件驅(qū)動軸連接起來。這就是通常的傳動布置次序，即由主軸處布置起，最后再引到動力部件的驅(qū)動軸上。對于一些簡單的、主軸數(shù)量較少或其他特殊情況，亦可采用別的布置次序。</p><p>　　設(shè)計傳動系統(tǒng)時，除了運用傳動

54、的基本公式，設(shè)計出幾種方案進行分析比較，從中選出最佳方案以外，還必須充分注意和檢查所選定的方案中，齒輪和周徑之間、軸承與軸承之間是否發(fā)生干涉。</p><p>　　大功率的傳遞 主軸箱上的主軸數(shù)量較多或加工工藝所致的切削負(fù)荷較大時，所選動力部件的功率亦較大。此時設(shè)計傳動系統(tǒng)，要特別注意傳動鏈中大負(fù)荷傳遞環(huán)節(jié)各零件（主要是齒輪）的強度問題。對于那些傳遞負(fù)荷較大的齒輪——尤其是傳遞低模數(shù)小的齒輪，或者雖非轉(zhuǎn)速低模數(shù)

55、小，但齒根距鍵槽處尺寸大小的齒輪。因此，對于大功率標(biāo)準(zhǔn)主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計，最好采用合理分散的傳動方法。這就是使動力不是通過一條，而是幾條傳動鏈，反別帶動各個主軸。[12]</p><p>　　第四章 汽車橋殼12軸組合鉆床主軸箱設(shè)計</p><p><b>　　4.1被加工產(chǎn)品</b></p><p>　　136型汽車后橋殼，材料：09SIV

56、L σb=70~90kg/mm2</p><p>　　221型汽車前橋殼，材料：09SIVL σb=70~90kg/mm2</p><p><b>　　4.2設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一臺12軸組合鉆床上的主軸箱，該12軸臥式組合鉆床可安裝12根8.5mm鉆頭或12根10.5mm鉆頭，一次可同時加工上述橋殼12個8.5mm的孔。

57、</p><p>　　加工前橋殼或后橋殼不需要更換夾具和鉆頭。</p><p><b>　　附：橋殼工序圖</b></p><p>　　4.3十二軸主軸箱設(shè)計</p><p>　　確定鉆頭的切削速度v（米/分）：</p><p>　　1、根據(jù)橋殼的材料09SIVL σb=70~90kg/mm2&l

58、t;/p><p>　　查得鉆頭允許的切削速度v=12~20（米/分）</p><p>　　根據(jù)切削速度v求鉆頭的轉(zhuǎn)速n—即主軸箱工作軸的轉(zhuǎn)速n：</p><p>　　按產(chǎn)品設(shè)計及工藝要求：前、后橋殼分別鉆12—8.5mm的螺紋（M10）的底孔：</p><p>　　①當(dāng)v=12m/min時，n1=1000v/D=1000×12/3.1

59、4×8.5=450（r/min）</p><p>　　②當(dāng)v=20m/min時，n1=1000v/D=1000×20/3.14×8.5=749（r/min）</p><p>　　即在橋殼上鉆8.5mm的孔，鉆頭的轉(zhuǎn)速（即工作軸的轉(zhuǎn)速）n=450~749（r/min）</p><p>　　齒輪傳動主軸箱設(shè)計：</p><

60、;p>　　齒輪傳動主軸箱設(shè)計如圖</p><p>　　圖一.齒輪傳動主軸箱</p><p>　　2、根據(jù)圖一，求工作軸轉(zhuǎn)速（即鉆頭轉(zhuǎn)速）n1：</p><p>　　n主/n1=z2/z1×z4/z3=59/21×38/91=2242/1911</p><p>　　所以n1=1911×z主/2242=1911

61、×720/2242=614(r/min)</p><p>　　可見，實際工作軸轉(zhuǎn)速614（r/min）在加工橋殼12—8.5mm孔要求的轉(zhuǎn)速</p><p>　　450~749（r/min）之間，故此設(shè)計方案可行。</p><p><b>　　油泵轉(zhuǎn)速的驗算：</b></p><p>　　n主/n油=z2/z1

62、×z8/z7=59/21×21/41=59/42</p><p>　　所以n油=720×42/59=512.54（r/min）</p><p>　　故，油泵的實際轉(zhuǎn)速在400~800之內(nèi)，此設(shè)計方案可行。</p><p>　　驗算鉆頭的切削速度v:</p><p>　?、佼?dāng)鉆橋殼12—8.5mm孔時：v=nD/1

63、000=3.14×614×8.5/1000=16.4(r/min),</p><p>　　在允許的切削速度12~20米/分之間，故可行。</p><p>　?、诋?dāng)鉆減速器殼12—10.5mm孔時：v=nD/1000=3.14×614×10.5/1000=20.2(m/min)</p><p>　　在16~24米/分之間，故可行

64、。</p><p>　　4.4機床所需的軸向力、功率校驗</p><p>　　按最大鉆孔直徑計算，同時鉆輪轂12個孔所需的軸向力和功率：</p><p>　　查：《齒輪傳動多軸偷設(shè)計》（一汽工藝裝備設(shè)計處編）</p><p>　　總軸向力： （Hy40B滑臺推力） 可行。</p><p><b>　　總功

65、率：</b></p><p><b>　　而（功率），可得</b></p><p>　　工進速度：，在Hy40B滑臺工進速度范圍，滿足。</p><p>　　4.5鏜孔坐標(biāo)的計算</p><p>　　前蓋上十二軸孔的坐標(biāo)計算：</p><p>　　4.6主軸箱的潤滑、變速和手柄軸的位置

66、</p><p><b>　　潤滑</b></p><p>　　大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱采用葉片潤滑油泵進行潤滑。油泵打出的油經(jīng)分油器分向潤滑部位。對于臥式標(biāo)準(zhǔn)主軸箱，主軸箱體前后壁間的齒輪和壁上的軸承用油盤潤滑，箱體和后蓋以及和前蓋間的齒輪用油管潤滑；對于立式主軸箱，則將油管分散引致最高排齒輪上面，是主軸箱內(nèi)的傳動件得到潤滑。</p><p>　　此外

67、，當(dāng)動力部件導(dǎo)軌采取自動潤滑時，尚需由分油器的徑向分油口向?qū)к墲櫥b置引潤滑油管。</p><p>　　一般情況下，對中等尺寸一下的主軸箱，用一個葉片泵即可；對于尺寸較大且軸數(shù)又多的主軸箱，用一個潤滑泵不夠時，可以用兩個潤滑泵。葉片潤滑泵的使用轉(zhuǎn)速為400~800轉(zhuǎn)/分，其安放位置應(yīng)盡可能靠近油池，使之易于打油。這種泵的傳動方式有兩種：一種是借助油泵傳動軸傳動的，另一種是通過直接裝在泵軸上的齒輪直接傳動的。葉片潤

68、滑泵使用可靠，對于一般前蓋易于拆卸的主軸箱，可以不設(shè)置專供拆修油泵用的油泵蓋。</p><p>　　在設(shè)計主軸箱的傳動系統(tǒng)時，一般在主要傳動環(huán)節(jié)未排好之前，是可以不考慮油泵的安放位置的。待主要傳動環(huán)節(jié)排好后，再用按比列畫在透明紙上的油泵外廓圖，試著給油泵找個合適的位置。當(dāng)泵體或管接頭與傳動軸端相碰時，傳動軸需要采用埋頭型式。對于專用主軸箱來說，除了可用葉片泵或者潤滑脂潤滑外，還可用柱塞油泵、齒輪油泵、飛濺潤滑、噴

69、霧潤滑等。</p><p><b>　　變速</b></p><p>　　大型組合機床主軸的轉(zhuǎn)速，通常是不要改變的。單從這一點來說，設(shè)計時可以不必特意留出變速環(huán)節(jié)。但從長遠(yuǎn)考慮（比如，考慮到將來刀具的改進，或考慮到設(shè)計轉(zhuǎn)速可能確定的不盡合適等），在設(shè)計時有意識地使一對或兩對齒輪能起交換齒輪作用，使主軸轉(zhuǎn)速能有一定調(diào)整范圍，有時還是必須的。</p><

70、;p>　　在大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱上，通常是選擇分路傳動前的一對或兩對處于4、5排的齒輪作為交換齒輪，以便獲得一定的變速范圍。小型主軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計，是不用考慮變速齒輪的，因為在小型動力頭的傳動系統(tǒng)中已設(shè)有變速環(huán)節(jié)（減速器）。</p><p><b>　　手柄軸的設(shè)置</b></p><p>　　組合機床主軸箱上一般都有較多的刀具，為了便于更換和調(diào)整刀具，或是裝配和維

71、修時檢查主軸精度，一般每個主軸箱上都要設(shè)置一個手柄軸，以便手動回轉(zhuǎn)主軸。</p><p>　　為了扳動起來輕便，手柄軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能高一些，其所處位置要靠近機床操作者的一側(cè)，并且是便于下扳手的地方。另外還必須注意，手柄軸的周圍應(yīng)有較大的空間，以便扳動一次手柄軸的轉(zhuǎn)角不小于60°。一般在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，暫不考慮手柄軸的設(shè)置問題。而在傳動系統(tǒng)排好之后，按前述要求從傳動軸中選擇一根作為手柄軸。小型和專用主軸箱

72、，通常都不設(shè)手柄軸。[12]</p><p><b>　　4.7總結(jié)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲了，回首這個漫長的過程里，在選題及研究過程中得到xx老師的悉心指導(dǎo)。每當(dāng)在繪圖及計算過程中遇到問題了，要么在每周見面的時候當(dāng)場提出，要么就常常打電話詢問xx老師，老

73、師也多次詢問設(shè)計進程，并為我指點迷津，有時還通過電子郵箱發(fā)給我一些參考資料，幫助我開拓思路，靜心點播。xx老師有很多知識和經(jīng)驗來指導(dǎo)我，他一絲不茍作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，不僅受我以文，而且教我做人。給我映像最深刻的是他帶領(lǐng)我們一組同學(xué)去車橋廠參觀，大冬天里為了充分利用有限的時間，在路上坐在公交車上就向每一位同學(xué)講解個人課題的有關(guān)要點，這讓我很感動，心里暗暗下決心，要認(rèn)認(rèn)真真的做這次的畢業(yè)設(shè)計，也是大學(xué)時期最關(guān)鍵的畢業(yè)設(shè)計。</p&g

74、t;<p>　　我還要感謝我的家人，是他們給予我充分的支持，專心的來完成這個畢業(yè)課題，尤其是培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！</p><p>　　最后我還要感謝與我一起生活學(xué)習(xí)了多年的宿舍舍友們，在我繪圖寫論文時，遇到些小問題一時難解之時，是他們給了我?guī)椭覀兓ハ喙膭罨ハ鄮椭罱K完成了這次的畢業(yè)設(shè)計，謝謝大家！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b

75、></p><p>　　[1]曾慧娥，周慶忠. 基于特征的機械產(chǎn)品造型研究. 機械設(shè)計與制造工程1999（2）：12—14.</p><p>　　[2]蔣華林. 基于MIDAS技術(shù)的數(shù)據(jù)庫安全代理的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報，2003（7）：124—127.</p><p>　　[3]李維. Delphi5. X分布多層應(yīng)用系統(tǒng)篇[M]. 北京：機械工業(yè)

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78、LE BOX, American Machinist; Jun2006, Vol.150 Issue 6, p60-60, 1/4p</p><p>　　[11]The Mitotic Spindle:A Self-Made Machine,Karsenti,E. Vernos,I.Science;10/19/2001,Vol.294Issue5542,p543,5p,11diagrams</p&g