基于多軸加工的普通鉆床改造設(shè)計(jì)【全套cad圖紙+畢業(yè)答辯論文】

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)控加工已成為機(jī)加工過程中的一種主流技術(shù)。這一技術(shù)的運(yùn)用提高了機(jī)加工過程中工作效率和加工精度。數(shù)控多工位鉆床就是提高鉆削加工精度和效率的一種很好的機(jī)加工工具。數(shù)控多工位鉆床的設(shè)計(jì)，采用了普通車床設(shè)計(jì)的步驟和方法，綜合考慮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。從切削力入手確定主軸及電機(jī)，到整個(gè)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)床的控制，

2、最后到對(duì)機(jī)床初始化程序設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是基于多軸加工的普通鉆床改造。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)合工位的加工，現(xiàn)需要對(duì)普通鉆床進(jìn)行多軸頭的設(shè)計(jì)。普通鉆床為單軸機(jī)床，但安裝上多軸箱就會(huì)成為多軸的鉆床，改造成多軸鉆床后，能大大地縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。因此本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是多軸箱的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括齒輪分布與選用、軸的設(shè)計(jì)、多軸箱的選用、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)等。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 復(fù)合工位；多軸鉆床；生產(chǎn)效率；多軸箱</p>

3、;<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the manufacturing development, numerical control manufacturing has become one of the major advanced technologies. efficiency and accuracy has been impr

4、oved in application of the technology. Numerical control auto-drilling machine is a kind of the new machine tools that can improve the machining accuracy and efficiency. The paner has designed for Numerical control auto-

5、drilling machine, using design method of the ordinary lathe, and considering the characteristic of the numerical control mac</p><p>　　Key words: multi-position manufacture; multiple drill press; productive e

6、fficiency; multiple spindle heads</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　目 錄V</b></p>

7、<p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1本課題的研究內(nèi)容和意義1</p><p>　　1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況2</p><p>　　1.2.1多軸頭2</p><p>　　1.2.2 多軸箱2</p><p>　　1.2.3多軸鉆床3</p

8、><p>　　1.2.4 自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床3</p><p>　　1.2.5多軸加工趨勢(shì)3</p><p>　　1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求4</p><p>　　2 單工位鉆床改為多工位鉆床5</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)5</b></p><p>　　

9、2.2 普通立式鉆床的選型5</p><p>　　2.2.1 計(jì)算所需電機(jī)功率5</p><p>　　2.2.2 立式鉆床的確定6</p><p>　　3 主傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1　設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備7</p><p>　　3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算7</p>&l

10、t;p>　　4 多軸箱的結(jié)構(gòu)與零部件的設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1箱蓋、箱體和中間板結(jié)構(gòu)13</p><p>　　4.2多軸箱軸的設(shè)計(jì)13</p><p>　　5 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.1導(dǎo)向裝置組成28</p><p>　　5.2導(dǎo)向裝置選擇與設(shè)計(jì)28</p>

11、;<p><b>　　6 接桿刀具30</b></p><p>　　7 結(jié)論與展望31</p><p><b>　　7.1 結(jié)論31</b></p><p>　　7.2 不足之處及未來展望31</p><p><b>　　致 謝32</b></p&

12、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1本課題的研究內(nèi)容和意義</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。

13、專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，合理的專用機(jī)床是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。</p><p>　　本課題為基于復(fù)合工位加工機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批大量生產(chǎn)，故將涉及大批量加工的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、專用機(jī)床和專用夾具設(shè)計(jì)等，尤其隨著工

14、業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸、多工位加工更是引人注目。結(jié)合多軸、多工位加工不但可以擴(kuò)大加工范圍，而且在提高精度的基礎(chǔ)上還能大大地提高工效。完成該課題是對(duì)我們大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次全面的專業(yè)訓(xùn)練，可以培養(yǎng)我們掌握如何運(yùn)用過去所學(xué)知識(shí)去解決生產(chǎn)中實(shí)際問題的方法，增強(qiáng)從事本專業(yè)實(shí)際工作所必需的基本能力和開發(fā)研究能力，可以提高我們的專業(yè)素質(zhì)，為今后走上工作崗位打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，因而，其對(duì)我們實(shí)踐能力的提高和進(jìn)行企業(yè)專用機(jī)床的技術(shù)改造均具有十分重

15、要的意義。</p><p>　　組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約點(diǎn)全部機(jī)床零部件總量的70％--80％，因此設(shè)計(jì)和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。由于組合機(jī)床目的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件自動(dòng)化程度高，因而比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定勞動(dòng)強(qiáng)度低。組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計(jì)和長期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專門廠家成批生產(chǎn)，它與一般專用機(jī)床比較，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。組合機(jī)床加工工件，由于采用專用夾具組合刀具和

16、導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí)，專用機(jī)床的大部件要報(bào)廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，并等效于國際標(biāo)準(zhǔn)，因此，其通用部件可以重復(fù)使用。不必加行設(shè)計(jì)和制造。組合機(jī)床易于聯(lián)成結(jié)合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)需要。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間的15%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀

17、具、操作機(jī)床、測(cè)量　以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高85%，但購置費(fèi)用大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低。故必須更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn)，就鉆削加工而言，多軸加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。</p><p>　　專用機(jī)床總體設(shè)計(jì)----三圖一卡①“被加工零件工序圖”--它是組合機(jī)床的設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，它是制造使用，檢修和調(diào)整機(jī)床的重要

18、技術(shù)條件②繪制加工示意圖--它是刀具夾具，多軸箱，液壓電器裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇主要原始資料，它是調(diào)整機(jī)床，刀具及試車依據(jù)。③繪制聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系及檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)位置及聯(lián)系--是滿足加工要求、進(jìn)一步開展主軸箱及夾具等專用部件和零件設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。④相對(duì)生產(chǎn)率計(jì)算卡--它用來反映機(jī)床的加工過程，完成這一動(dòng)作所需要的時(shí)間，切削用量，機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率。</p><p>　　專用機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)

19、，由通用零件組成，其主要作用是根據(jù)被加工零件的要求，安排各主軸位置并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部件傳給各主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速，機(jī)床主軸箱選用400*400，中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)主軸傳動(dòng)。</p><p>　　專用機(jī)床設(shè)計(jì)是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的由大量的通用部件和少量的專用部件組合的工序集中的高效率專用機(jī)床。它能對(duì)工件進(jìn)行多刀，多軸，多面，多工位，同時(shí)加工。隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，它以工藝范圍日益擴(kuò)大。</p>

20、;<p>　　1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　雖然不可調(diào)式多軸頭在自動(dòng)線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了使用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有15000個(gè)ψ20孔，若以搖臂鉆床加工，單單鉆孔與锪沉頭孔就要842.5小時(shí)，另外還要?jiǎng)澗€工時(shí)151.1小時(shí)。但若以數(shù)

21、控八軸落地鉆床加工，鉆锪孔只要171.6小時(shí)，劃線也簡單，只要1.9小時(shí)。因此，利用數(shù)控控制的二個(gè)坐標(biāo)軸，使刀具正確地對(duì)準(zhǔn)加工位置，結(jié)合多軸加工不但可以擴(kuò)大加工范圍，而且在提高精度的基礎(chǔ)上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來不易加工的零件。有人分析大型高速柴油機(jī)30種箱形與桿形零件的2000多個(gè)鉆孔操作中，有40%可以在自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工，平均可減少20%的加工時(shí)間。1975年法國巴黎機(jī)床展覽會(huì)也反映了多軸

22、加工的使用愈來愈多這一趨勢(shì)。</p><p>　　多工位加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高零件加工精度，減少零件的裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床加工程序的編制中不必計(jì)算坐標(biāo)，減少了字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立式鉆床或搖臂鉆床上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床以及自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床等。甚至可以通過二個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱

23、，結(jié)合數(shù)控工作臺(tái)縱橫二個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。現(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介。</p><p><b>　　1.2.1多軸頭</b></p><p>　　從傳動(dòng)方式來說主要有齒輪傳動(dòng)與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)二種。這是大家所熟悉的。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式二種。前者主、從動(dòng)軸間軸距不能改變，多采用齒輪傳動(dòng)

24、，僅適用于大批量生產(chǎn)。為了擴(kuò)大其加工適應(yīng)性，發(fā)展了可調(diào)式多軸頭，其在一定范圍內(nèi)可調(diào)整軸距。它主要結(jié)構(gòu)形式有兩種：（1）具有對(duì)準(zhǔn)裝置的主軸。主軸裝在可調(diào)支架中，而可調(diào)支架能在殼體的T形槽中移動(dòng)，并能在對(duì)準(zhǔn)的位置以螺栓固定。（2）具有較小公差的圓柱形主軸。主軸通過襯套固定在與零件孔型相同的模板中。前一種適用于批量較小且孔系是規(guī)則分布的工件（如孔系分布在不同直徑的圓周上）。后一種適用于批量較大的機(jī)械加工中，其剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型

25、需要不同的模板。</p><p>　　多軸頭可以裝在立式鉆床或搖臂鉆床上，按鉆床本身所具有的各種功能進(jìn)行工作。這種多軸加工方法，由于鉆孔效率、加工范圍及精度的關(guān)系，使用范圍有限。</p><p><b>　　1.2.2 多軸箱</b></p><p>　　也像多軸頭那樣作為標(biāo)準(zhǔn)部件生產(chǎn)。美國Secto公司標(biāo)準(zhǔn)齒輪箱、多軸箱等設(shè)計(jì)的不可調(diào)式多軸箱

26、。有32種規(guī)格，加工面積從300300毫米到6001050毫米，工作軸達(dá)60根，動(dòng)力達(dá)22.5千瓦。Romai工廠生產(chǎn)的可調(diào)多軸箱調(diào)整方便，只要先把齒輪調(diào)整到接近孔型的位置，然后把與它聯(lián)接的可調(diào)軸移動(dòng)到正確的位置。因此，這種結(jié)構(gòu)只要改變模板，就能在一定范圍內(nèi)容易地改變孔型，并且可以達(dá)到比普通多軸箱更小的孔距。</p><p>　　根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的組合機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良

27、好的效果，必需考慮以下數(shù)點(diǎn)：（1）工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。（2）夾具剛性好，加工時(shí)不形變，分度定位正確。（3）使用二組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機(jī)時(shí)間。（4）使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機(jī)磨。（5）尺寸超差時(shí)能立即發(fā)現(xiàn)。</p><p><b>　　1.2.3多軸鉆床</b></p><p>　　這是一種能滿足

28、多軸加工要求的鉆床。諸如導(dǎo)向、功率、進(jìn)給、轉(zhuǎn)速與加工范圍等。巴黎展覽會(huì)中展出的多軸鉆床多具液壓進(jìn)給。其整個(gè)工作循環(huán)如快進(jìn)、工進(jìn)與清除鐵屑等都是自動(dòng)進(jìn)行。值得注意的是，多數(shù)具有單獨(dú)的變速機(jī)構(gòu)，這樣可以適應(yīng)某一組孔中不同孔徑的加工需要。</p><p>　　1.2.4 自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床　</p><p>　　為了中小批量生產(chǎn)合理化的需要，最近幾年發(fā)展了自動(dòng)更換主軸箱組合機(jī)床。</p&g

29、t;<p>　?、僮詣?dòng)更換主軸機(jī)床　　</p><p>　　自動(dòng)更換主軸機(jī)床頂部是回轉(zhuǎn)式主軸箱庫，掛有多個(gè)不可調(diào)主軸箱?？v橫配線盤予先編好工作程序，使相應(yīng)的主軸箱進(jìn)入加工工位，定位緊并與動(dòng)力聯(lián)接，然后裝有工件的工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到主軸箱下面，向上移動(dòng)進(jìn)行加工。當(dāng)變更加工對(duì)象時(shí)，只要調(diào)換懸掛的主軸箱，就能適應(yīng)不同孔型與不同工序的需要。</p><p><b>　?、诙噍S轉(zhuǎn)塔機(jī)

30、床　</b></p><p>　　轉(zhuǎn)塔上裝置多個(gè)不可調(diào)或萬向聯(lián)軸節(jié)主軸箱，轉(zhuǎn)塔能自動(dòng)轉(zhuǎn)位，并對(duì)夾緊在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。通過工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，可以加工工件的多個(gè)面。因?yàn)檗D(zhuǎn)塔不宜過大，故它的工位數(shù)一般不超過4—6個(gè)。且主軸箱也不宜過大。當(dāng)加工對(duì)象的工序較多、尺寸較大時(shí)，就不如自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床合適，但它的結(jié)構(gòu)簡單。</p><p>　　③自動(dòng)更換主軸箱組合機(jī)床</p>

31、;<p>　　它由自動(dòng)線或組合機(jī)床中的標(biāo)準(zhǔn)部件組成。不可調(diào)多軸箱與動(dòng)力箱按置在水平底座上，主軸箱庫轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)整個(gè)裝置緊固在進(jìn)給系統(tǒng)的溜板上。主軸箱庫轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給動(dòng)作都按標(biāo)準(zhǔn)子程序工作。換主軸箱時(shí)間為幾秒鐘。工件夾緊于液壓分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以便加工工件的各個(gè)面。好果回轉(zhuǎn)工作臺(tái)配以卸料裝置，就能合流水生產(chǎn)自動(dòng)化。在可變生產(chǎn)系統(tǒng)中采用這種裝置，并配以相應(yīng)的控制器可以獲得完整的加工系統(tǒng)。</p><p><b

32、>　?、軘?shù)控八軸落地鉆床</b></p><p>　　大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達(dá)15000個(gè)，它與支撐板聯(lián)接在一起加工。孔徑為20毫米，孔深180毫米。采用具有內(nèi)冷卻管道的麻花鉆，5－7MPa壓力的冷卻液可直接進(jìn)入切削區(qū)，有利于排屑。鉆尖磨成90°供自動(dòng)定心。它比普通麻花鉆耐用，且進(jìn)給量大。為了縮短加工時(shí)間，以8軸數(shù)控落地加工。</p><p>　　1.2.

33、5多軸加工趨勢(shì)</p><p>　　多軸加工生產(chǎn)效率高，投資少，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，產(chǎn)品改型時(shí)設(shè)備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，多軸加工的范圍一定會(huì)愈來愈廣，加工效率也會(huì)不斷提高。</p><p>　　1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求</p><p>　　通過實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，在對(duì)金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī)械設(shè)計(jì)與理論及液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)等

34、相關(guān)知識(shí)充分掌握后，分析鉆削加工的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)多工位加工的多軸鉆床，經(jīng)反復(fù)對(duì)各方案對(duì)比分析，采用以專用機(jī)床與專用夾具為主組成生產(chǎn)流水線，提高機(jī)械加工效率以節(jié)省勞動(dòng)時(shí)間。通過實(shí)驗(yàn)分析多軸加工的特點(diǎn)，改進(jìn)專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并采用動(dòng)作迅速并安全可靠的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　金屬切削加工過程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)的相關(guān)理論知識(shí)，完成液壓傳動(dòng)方案分析及液壓原理圖的擬定，設(shè)計(jì)液壓

35、專用夾具的驅(qū)動(dòng)、夾緊裝置，并進(jìn)行主要液壓元件的設(shè)計(jì)與選擇及傳動(dòng)系統(tǒng)的驗(yàn)算校核等，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　針對(duì)實(shí)際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計(jì)算問題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)出一套適合于實(shí)際的零件加工工藝路線，從而實(shí)現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　適用

36、某廠的復(fù)合工位專用加工生產(chǎn)線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)加工對(duì)象的具體工藝要求來合理地改進(jìn)多軸鉆床的結(jié)構(gòu)形式，力求在不影響加工的前提下最大限度的提高機(jī)械加工效率以節(jié)省勞動(dòng)時(shí)間，并降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和企業(yè)的生產(chǎn)成本。</p><p>　　2 單工位鉆床改為多工位鉆床</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　在一批鑄鐵連接件上，

37、其同一個(gè)表面上有多個(gè)孔需要進(jìn)行加工。在普通立式鉆床上進(jìn)行孔系的加工，通常是一個(gè)孔一個(gè)孔的鉆削，生產(chǎn)效率低，用非標(biāo)設(shè)備，即組合機(jī)床加工，生產(chǎn)效率高，但設(shè)備投資大。</p><p>　　但把一批普通立式普通單軸鉆床改造為立式多軸鉆床，改造后的多軸鉆床，可以同時(shí)完成多個(gè)孔的鉆、擴(kuò)、鉸、等工序。設(shè)計(jì)程序介紹如下：</p><p>　　2.2 普通立式鉆床的選型</p><p&g

38、t;　　2.2.1 計(jì)算所需電機(jī)功率</p><p>　　待加工的零件圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1為工件零件圖，其技術(shù)要求和生產(chǎn)批量如下：</p><p>　　材料：鑄鐵HT200；料厚：40mm；硬度：HBS170-240HBS；</p><p>　　年產(chǎn)量：1000萬件；4-Φ6.7尺寸精度IT13。</p&g

39、t;<p>　　確定四個(gè)孔同時(shí)加工時(shí)所需的軸向力，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3可知： 式2-1</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-切削力系數(shù)，查表得：738.7/457.1=1.62；</p><p>　　-麻花鉆鉆頭直徑，單位

40、為mm，根據(jù)已知條件為7mm；</p><p>　　-背吃刀量影響指數(shù)，查表得：0.667/0.716=0.93；</p><p>　　-進(jìn)給量,單位為mm/r，計(jì)算得：0.14mm；</p><p>　　-進(jìn)給量影響指數(shù)，查表得：1.233/1.231=1；</p><p>　　-切削速度，單位為m/min，查表得：8.3m/min；<

41、;/p><p>　　-切削速度影響指數(shù)，查表得：0.248/0.258=0.96；</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　=1.055N</b></p><p><b>　　所需電機(jī)功率：</b></p><p><b&g

42、t;　　kW</b></p><p>　　2.2.2 立式鉆床的確定</p><p>　　根據(jù)上面計(jì)算所需電機(jī)的功率，現(xiàn)選用Z525立式鉆床，其主要技術(shù)參數(shù)如表2-1所示：</p><p>　　表2-1 Z525立式鉆床主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3 主傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.

43、1　設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備</p><p>　?。?）大致了解工件上被加工孔為4個(gè)Ф7的孔。毛坯種類為灰鑄鐵的鑄件，由于石墨的潤滑及割裂作用，使灰鑄鐵很易切削加工，屑片易斷，刀具磨損少，故可選用硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆（GB10946-89）。</p><p>　?。?）切削用量的確定　</p><p>　　根據(jù)《金屬切削加工手冊(cè)》表2－7可知：</p><p&

44、gt;　　切削速度m/min,進(jìn)給量mm/r</p><p><b>　　則切削轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　根據(jù)Z525機(jī)床說明書，取r/min</p><p><b>　　故實(shí)際切削速度為：</b></p>

45、<p><b>　　m/min</b></p><p>　?。?）確定加工時(shí)的單件工時(shí)</p><p>　　一般為5-10mm，取10mm</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　

46、加工一個(gè)孔所需時(shí)間：</p><p><b>　　單件時(shí)工時(shí)：</b></p><p>　　3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　根據(jù)零件的技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主傳動(dòng)的傳動(dòng)方式選定為齒輪傳動(dòng)，齒輪結(jié)構(gòu)的布局初定為外嚙合。</p><p>　?。?）齒輪分布方案確定：</p><p>　

47、　根據(jù)零件圖的分析，多軸箱齒輪分布初定有以下兩種形式，分別如圖3.1和圖3.2所示。</p><p>　　根據(jù)通常采用的經(jīng)濟(jì)而又有效的傳動(dòng)是：用一根傳動(dòng)軸帶支多根主軸。因此，本設(shè)計(jì)中采用了圖3.2所示的齒輪分布方案。</p><p>　?。?）明確主動(dòng)軸、工作軸和惰輪軸的旋轉(zhuǎn)方向，并計(jì)算或選定其軸徑大小。</p><p>　　因?yàn)樗x定的Z535立式鉆床主軸是左旋，

48、所以工作軸也為左旋，而惰輪軸則為右旋。</p><p>　　根據(jù)表3-1確定工作軸直徑,其由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8/97可得:</p><p>　　表3-1　加工孔徑與工作軸直徑對(duì)應(yīng)表（mm）</p><p>　　因?yàn)榧庸た讖綖椐?mm，所以工作軸直徑選15mm。</p><p>　　主動(dòng)軸和惰輪軸的直徑在以后的軸設(shè)計(jì)中確定。</p>

49、<p>　　排出齒輪傳動(dòng)的層次，設(shè)計(jì)各個(gè)齒輪。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)為單層次的齒輪外嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)分布圖如圖3.2所示。</p><p>　　在設(shè)計(jì)各個(gè)齒輪前首先明確已知條件：電機(jī)輸入功率kW,齒輪Ⅰ轉(zhuǎn)速r/min, 齒輪Ⅲ轉(zhuǎn)速r/min，假設(shè)齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的傳動(dòng)比均為i=0.84，即齒輪比u=1.2，工作壽命15年（每年工作300天），兩班制。</p&g

50、t;<p>　　選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)：</p><p>　　?選用直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)；</p><p>　　?多軸箱為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）；</p><p><b>　　?材料選擇</b></p><p>　　由表10-1[文獻(xiàn)4]選擇齒輪Ⅰ材料為40

51、Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，齒輪Ⅱ材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，齒輪Ⅲ材料為45（?；?，硬度210HBS;</p><p>　　?選齒輪Ⅰ齒數(shù)，齒輪Ⅱ齒數(shù)，取。</p><p>　　按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算：</p><p>　　? 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　1)試選載荷

52、系數(shù)；</b></p><p>　　2)計(jì)算齒輪Ⅰ傳遞的轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　N·mm</b></p><p>　　3)由表 10-7[文獻(xiàn)4]選取齒寬系數(shù)：</p><p><b>　　=0.5</b></p><p>　　4)由表10-

53、6[文獻(xiàn)4] 查得材料的彈性影響系數(shù)：</p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　5)由表10-21d[文獻(xiàn)4] 按齒面硬度查得齒輪Ⅰ的接觸疲勞強(qiáng)度極限：</p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　齒輪Ⅱ的接觸疲勞強(qiáng)度極限：</p><

54、p><b>　　MPa</b></p><p>　　6)由表10-13[文獻(xiàn)4] 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：</p><p>　　7)由表10-19[文獻(xiàn)4] 查得接觸疲勞壽命系數(shù)，；</p><p>　　8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)，由式(10-12) [文獻(xiàn)4] 得：<

55、;/p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　?計(jì)算</b></p><p>　　1)試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值:</p><p>　　2)計(jì)算圓周速度V:</p><p><b>　　m/s</b></p>

56、<p><b>　　3)計(jì)算齒</b></p><p>　　4)計(jì)算齒寬與齒高之比</p><p><b>　　模數(shù)：</b></p><p><b>　　齒高：</b></p><p><b>　　mm</b></p><

57、p><b>　　5)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=3.81m/s，7級(jí)精度，由圖10-8[文獻(xiàn)4] 查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.14,</p><p>　　直齒輪，假設(shè)，由表10-3[文獻(xiàn)4] 查得；</p><p>　　由表10-2[文獻(xiàn)4] 查得使用系數(shù)；</p><p>　　由表10-4[文獻(xiàn)4

58、] 查得7級(jí)精度齒輪Ⅰ相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得：</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　由,查圖10-13[文獻(xiàn)4]得，；</p><p><b>　　故載荷系數(shù)：</b></p><p

59、>　　6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）[文獻(xiàn)4] 得，</p><p>　　=53.649=57.18mm</p><p><b>　　7)計(jì)算模數(shù)m</b></p><p>　　m= =57.18/24=2.4mm</p><p>　　圓整為m=2.5mm</p>&

60、lt;p>　?、莅待X根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由式（10-5）[文獻(xiàn)4] 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p><b>　　m≥</b></p><p>　　?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　由圖10-20[文獻(xiàn)4] 查得齒輪Ⅰ的彎曲疲勞極限=500Mpa；</p><p

61、>　　齒輪Ⅱ的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380Mpa</p><p>　　2)由圖10-18[文獻(xiàn)4] 查得彎曲疲勞壽命系數(shù);</p><p>　　3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式（10-12）[文獻(xiàn)4] 得：</p><p>　　===303.57Mpa</p><p>

62、　　===238.86MPa</p><p><b>　　4)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　5) 查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10-5[文獻(xiàn)4] 查得</p><p>　　6)查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由表10-5[文獻(xiàn)4]

63、查得</p><p>　　7）計(jì)算齒輪Ⅰ、Ⅱ的并加以比較</p><p><b>　　==0.01379</b></p><p><b>　　==0.01716</b></p><p><b>　　齒輪Ⅱ的數(shù)值大。</b></p><p><b&g

64、t;　　?設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　m≥mm</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.5。在零件圖中可知，主動(dòng)軸

65、與惰輪軸的中心距為51mm，即齒輪Ⅰ、Ⅱ完全嚙合的中心距，得：</p><p><b>　　m()=51</b></p><p><b>　　1.5()=51</b></p><p><b>　　=31, =37</b></p><p>　　惰輪軸與工作軸的中心距為61.5mm

66、，即齒輪Ⅱ與齒輪Ⅲ完全嚙合時(shí)中心距，即</p><p><b>　　m()=61.5</b></p><p>　　1.5()=61.5</p><p><b>　　=45</b></p><p><b>　　⑥幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><

67、;b>　　?計(jì)算分度圓直徑：</b></p><p>　　=·m=311.5=46.5mm</p><p>　　=·m=371.5=55.5mm</p><p>　　=·m=451.5=67.5mm</p><p><b>　　?計(jì)算中心距</b></p>&

68、lt;p>　　aⅠⅡ=51mm,aⅡⅢ=61.5mm</p><p><b>　　?計(jì)算齒輪齒寬</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?、唑?yàn)算</b></p>

69、<p>　　Ft===819.2N</p><p>　　==35.66N/mm<100N/mm </p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　　4 多軸箱的結(jié)構(gòu)與零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　多軸箱的傳動(dòng)方式為外嚙合，齒輪傳動(dòng)的排列層次為一層。</p><

70、p>　　4.1箱蓋、箱體和中間板結(jié)構(gòu)</p><p>　　(1)箱體選用240mm200mm長方形箱體，箱蓋與之匹配。箱體材料為HT20-40, 箱蓋為HT15-33。</p><p>　　(2)中間板的作用：箱內(nèi)部分是軸承的支承座，伸出箱外的部分是導(dǎo)向裝置中的滑套支承座，為便于設(shè)計(jì)人員選用，已將中間板規(guī)范為23mm和28mm兩種厚度的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)選用23mm厚的中間板，材料為HT15-

71、33。</p><p>　　4.2多軸箱軸的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1)主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?、佥S材料的選擇</b></p><p>　　表15-3[文獻(xiàn)4] 軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　?、谳S徑的

72、確定</b></p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　d≥(15-2) [文獻(xiàn)4]</p><p>　　式中=,查表15-3[文獻(xiàn)4] ，取110</p><p>　　d≥110=13.9mm,取d=25mm</p><p><b>　?、圯S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

73、</b></p><p>　　初步擬定主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。</p><p><b>　　?選擇滾動(dòng)軸承</b></p><p>　　因?yàn)檩S承同時(shí)受有徑向載荷及軸向載荷，故前、后端均選用單列向心球軸承，由表1-14[文獻(xiàn)3] ，選用7204c軸承。 </p><p>　　?軸上各段直徑，長度如圖4.1所

74、示。</p><p><b>　　?鍵的確定</b></p><p>　　因?yàn)辇X輪寬為35mm,所以選用8722平鍵，表6-1[文獻(xiàn)4] </p><p>　　?確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表15-2[文獻(xiàn)4] ，取軸端倒角2450,各軸肩的圓角半徑為R=1.0mm.</p><p

75、>　　?按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　作出軸的計(jì)算簡圖，如圖4.2所示。</p><p><b>　　軸上扭轉(zhuǎn)力矩為</b></p><p>　　M=9549=9549=19.7N·mm</p><p><b>　　圓周力為</b></p><p&g

76、t;　　Py===1970N</p><p><b>　　徑向力為</b></p><p>　　Pz=0.48 Py=0.48x1970=945.6N</p><p>　　根據(jù)軸的計(jì)算簡圖，分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩My圖和水平平面內(nèi)的彎矩Mz圖，如圖4.3所示。從圖中可知，截面E為危險(xiǎn)截面，在截面E上，扭矩T和合成彎矩M分別為</

77、p><p>　　T=19.7N·m;</p><p>　　M===39.3N·m</p><p>　　軸材料選用45鋼，=355Mpa,許用應(yīng)力[]=[文獻(xiàn)5],為許用應(yīng)力安全系數(shù)，取=1.5，則[]==237Mpa</p><p>　　按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核</p><p><b>　　

78、公式</b></p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)，W=-(表15-4) [文獻(xiàn)4] </p><p>　　W==1533.2-105.8=1427.4</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=30.8Mpa<[]</p><p><b>　　

79、即軸的強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　?精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>　　在上面的分析中已判定E截面為危險(xiǎn)截面，所以現(xiàn)在校校E面左右兩側(cè)即可，其他截面均無需校核。</p><p><b>　　截面E左側(cè)面校核：</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)W為：</b>

80、;</p><p>　　W=0.1d3=0.1x303=2700mm³</p><p>　　抗扭截面系數(shù)WT為：</p><p>　　WT=0.2d3=0.2x303=5400mm³</p><p>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為:</p><p>　　M=39300x=35496.8N·m<

81、;/p><p>　　===13.1Mpa</p><p>　　扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：T3=19700N·m</p><p><b>　　===3.6Mpa</b></p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理， =640Mpa,=275Mpa,=155Mpa。</p><p>　　過盈配合

82、處的值，由附表3-8[文獻(xiàn)4] 用插入法求出，并取=0.8,</p><p>　　于是得=2.85，=0.82.85=2.28</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4[文獻(xiàn)4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為==0.92</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為：</b></p><p>　　=--1=2.85+=2.94&

83、lt;/p><p>　　=+-1=2.28+=2.37</p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　===7.1</b></p><p><b>　　===35.6</b></p><p>　　Sca===6.9>S

84、=1.5</p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　截面E右側(cè)面校核：</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)W為：</b></p><p>　　W=0.1d3=0.1x203=800mm³</p><p&

85、gt;　　抗扭截面系數(shù)WT為：</p><p>　　WT=0.2d3=0.2x203=1600mm³</p><p>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為:</p><p>　　M=39300x=35496.8N·m</p><p>　　===44.4Mpa</p><p>　　扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：T3=197

86、00N·m</p><p>　　===12.3Mpa</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)a及a按附表3-2查取[文獻(xiàn)4] ，因==0.05,==1.25,經(jīng)插值后可查得:a,a</p><p>　　又由附圖3-1[文獻(xiàn)4]可得軸肩材料的敏性系數(shù)為：q，q</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附3-4）

87、[文獻(xiàn)4] 為：</p><p><b>　　k</b></p><p><b>　　k</b></p><p>　　由附圖3-2[文獻(xiàn)4] 得尺寸系數(shù)</p><p>　　由附圖3-3[文獻(xiàn)4] 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4[文獻(xiàn)4] 得表

88、面質(zhì)量系數(shù)為==0.92</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式（3-12）及（3-12）[文獻(xiàn)4] ，得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　=--1=+=2.09</p><p>　　=+-1=+=1.67</p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)：</b></p><p><

89、b>　　===2.96</b></p><p><b>　　===14.7</b></p><p>　　Sca===2.9>S=1.5</p><p>　　故該軸在截面右側(cè)面是安全的，又因?yàn)檩S無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　?軸承

90、的校核</b></p><p>　　機(jī)床一般傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承失效形式，主要是疲勞破壞，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。</p><p>　　滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算公式：</p><p>　?。?0-5）[文獻(xiàn)4]</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　，表3.8-50[文

91、獻(xiàn)6]</p><p>　　因?yàn)樗艿妮S向力太小，所以忽略不計(jì),Fa=0</p><p>　　所受徑向力Fr=945.6/2=472.8N表3.8-50[文獻(xiàn)6] </p><p>　　P=0.41Fr+0.87Pa=0.41472.8+0.87=193.8Pa</p><p>　　>=30000h(表13-3) [文獻(xiàn)6]</p

92、><p><b>　　軸承安全。</b></p><p><b>　　(2)惰軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?、佥S材料的選擇</b></p><p>　　表15-3[文獻(xiàn)4] 軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　

93、②軸徑的確定</b></p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　d≥(15-2) [文獻(xiàn)4]</p><p>　　=110，取d=20mm</p><p><b>　?、圯S的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　根據(jù)多軸箱結(jié)構(gòu)可以初步擬定

94、惰輪軸結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖4.4所示。</p><p><b>　　?選擇滾動(dòng)軸承</b></p><p>　　因?yàn)檩S承同時(shí)受有徑向載荷及軸向載荷，選用單列向心球軸承，由表1-14[文獻(xiàn)3],選用7002c軸承。</p><p>　　?軸上各段直徑，長度如圖8所示。</p><p><b>　　?鍵的確定</

95、b></p><p>　　因?yàn)辇X輪寬為30mm,所以選用6618平鍵，表6-1[文獻(xiàn)4] </p><p>　　?軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表15-2[文獻(xiàn)4] ，取軸端倒角2450,各軸肩的圓角半徑為R=1.0mm。</p><p>　　?扭合成校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　作出軸的計(jì)算簡

96、圖，如圖4.5所示。</p><p><b>　　軸上扭轉(zhuǎn)力矩為</b></p><p>　　M=9549=9549=23.2N·m</p><p><b>　　圓周力為</b></p><p>　　Py===2320N</p><p>　　徑向力為Pz=0.48

97、Py=0.48x2320=1113.6N</p><p>　　根據(jù)軸的計(jì)算簡圖，分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩My圖和水平平面內(nèi)的彎矩Mz圖，如圖4.6所示。從圖中可知，截面E為危險(xiǎn)截面，在截面E上，扭矩T和合成彎矩M分別為：</p><p><b>　　T=23.2N·m</b></p><p>　　M===32.8N·

98、m</p><p>　　按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核:</p><p><b>　　公式</b></p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)，W=-(表15-4) [文獻(xiàn)4] </p><p>　　W==785-81=704</p><p><b>　　=</b></p&g

99、t;<p>　　=70Mpa<[]=237Mpa</p><p><b>　　即軸的強(qiáng)度足夠。</b></p><p><b>　　?校核軸的疲勞強(qiáng)度</b></p><p>　　在上面的分析中已判定E截面為危險(xiǎn)截面，所以現(xiàn)在校校E面左右兩側(cè)即可，其他截面均無需校核。</p><p&

100、gt;<b>　　截面E左側(cè)面校核：</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)W為：</b></p><p>　　W=0.1d³=0.125³=1562.5mm³</p><p>　　抗扭截面系數(shù)WT為：</p><p>　　WT=0.2d³=0.22

101、5³=312.5mm³</p><p>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為:</p><p>　　M=32800=22707.7N·m</p><p>　　===14.5Mpa</p><p>　　扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：T3=23200N·m</p><p>　　===74.2Mpa<

102、/p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理， =640Mpa,=275Mpa,=155Mpa。</p><p>　　過盈配合處的值，由附表3-8[文獻(xiàn)4] 用插入法求出，并取=0.8,</p><p>　　于是得=2.69， =0.82.69=2.15</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4[文獻(xiàn)4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為==0.92<

103、;/p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為：</b></p><p>　　=--1=2.69+=2.8</p><p>　　=+-1=2.15+=2.24</p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　===6.8</b>&

104、lt;/p><p><b>　　===1.8</b></p><p>　　Sca===1.55>S=1.5 </p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　截面E右側(cè)面校核：</b></p><p><b>　　抗

105、彎截面系數(shù)W為：</b></p><p>　　W=0.1d³=0.1x15³=337.5mm³</p><p>　　抗扭截面系數(shù)WT為：</p><p>　　WT=0.2d³=0.2x15³=675mm³</p><p>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為:</p>&

106、lt;p>　　M=32800=22707.7N·m</p><p>　　===67.3Mpa</p><p>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：=23200N·mm</p><p>　　===34.4Mpa</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)a及a按附表3-2查取[文獻(xiàn)4] ，因==0.07，==1.33

107、，經(jīng)插值后可查得:a,a</p><p>　　又由附圖3-1[文獻(xiàn)8]可得軸提材料的敏性系數(shù)為：q,q</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附3-4）[文獻(xiàn)4] 為：</p><p><b>　　k</b></p><p><b>　　k</b></p><p>　　

108、由附圖3-2[文獻(xiàn)4] 得尺寸系數(shù)</p><p>　　由附圖3-3[文獻(xiàn)4] 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4[文獻(xiàn)4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為==0.92</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式（3-12）及（3-12）[文獻(xiàn)4] ，得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　K=--1=+=1.93<

109、/p><p>　　K=+-1=+=1.58</p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　S===2.12</b></p><p><b>　　S===5.53</b></p><p>　　Sca===1.99>S=1

110、.5</p><p>　　故該軸在截面右側(cè)面是安全的，又因?yàn)檩S無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　?軸承的校核</b></p><p>　　因?yàn)樗艿妮S向力太小，所以忽略不計(jì),Fa=0</p><p>　　所受徑向力Fr=1113.6/2=556.8N</p&g

111、t;<p>　　P=0.41Fr+0.87Pa=0.41556.8+0.87Pa=229.16Pa</p><p>　　7002c向心球軸承校核</p><p>　　>=30000h(表13-3) [文獻(xiàn)6]</p><p><b>　　軸承安全。</b></p><p><b>　?。?）

112、工作軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?、佥S材料的選擇</b></p><p>　　表15-3[文獻(xiàn)4] 軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　②軸徑的確定</b></p><p>　　在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算中已的工作軸的直徑定為d=15mm。</p&

113、gt;<p><b>　　③軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　根據(jù)工作軸的受力需要，初步擬定其結(jié)構(gòu)如圖4.7所示。</p><p><b>　　?擇滾動(dòng)軸承</b></p><p>　　因?yàn)檩S承同時(shí)受有徑向載荷及軸向載荷，故前、后端均選用單列向心球軸承，又因工作軸用于鉆削，在后端加單向推力球軸承。由

114、表1-14[文獻(xiàn)3]，單列向心球軸承選用102軸承，后端單向推力球軸承選用8102軸承。</p><p>　　?各段直徑，長度如圖11所示。</p><p><b>　　?鍵的確定</b></p><p>　　因?yàn)辇X輪寬為25mm,所以選用5520平鍵，表6-1[文獻(xiàn)4] </p><p>　　?軸上圓角和倒角尺寸<

115、;/p><p>　　參考表15-2[文獻(xiàn)4] ，取軸端倒角2450,各軸肩的圓角半徑為R=0.8mm。</p><p>　　?扭合成校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　作出軸的計(jì)算簡圖，如圖4.8所示。</p><p><b>　　軸上扭轉(zhuǎn)力矩為</b></p><p>　　M=9549=9549=27

116、.3N·m</p><p><b>　　圓周力為</b></p><p>　　Py===3640N</p><p><b>　　徑向力為</b></p><p>　　Pz=0.48 Py=0.483640=1754.5N</p><p>　　根據(jù)軸的計(jì)算簡圖，分別作

117、出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩My圖和水平平面內(nèi)的彎矩Mz圖，如圖4.9所示。從圖中可知，截面E為危險(xiǎn)截面，在截面E上，扭矩T和合成彎矩M分別為</p><p><b>　　T=27.3N·m</b></p><p>　　M===54.6N·m</p><p>　　按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核[文獻(xiàn)5]:</p>&

118、lt;p><b>　　公式</b></p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)，W=-(表15-4) [文獻(xiàn)4] </p><p>　　W==331.2-56.3=274.9</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=222Mpa<[]=237Mpa</p>

119、<p><b>　　即軸的強(qiáng)度足夠。</b></p><p><b>　　?校核軸的疲勞強(qiáng)度</b></p><p>　　在上面的分析中已判定E截面為危險(xiǎn)截面，所以現(xiàn)在校校E面左右兩側(cè)即可，其他截面均無需校核。</p><p><b>　　截面E右側(cè)面校核：</b></p>

120、<p><b>　　抗彎截面系數(shù)W為：</b></p><p>　　W=0.1d3=0.1x173=491.3mm³</p><p>　　抗扭截面系數(shù)WT為：</p><p>　　WT=0.2d3=0.2x173=982.6.5mm³</p><p>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為:</p&

121、gt;<p>　　M=54600=24125.6N·m</p><p>　　===49.1Mpa</p><p>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：=27300N·mm</p><p>　　===27.8Mpa</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理， =640Mpa,=275Mpa,=155Mpa。</p

122、><p>　　過盈配合處的值，由附表3-8[文獻(xiàn)4] 用插入法求出，并取=0.8,</p><p>　　于是得=2.93, =0.82.93=2.35</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4[文獻(xiàn)4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為==0.92</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為：</b></p><p

123、>　　K=--1=2.93+=3.02</p><p>　　K=+-1=2.35+=2.44</p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　S===1.85</b></p><p><b>　　S===4.48</b></p>

124、<p>　　Sca===1.7>S=1.5 </p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　截面E左側(cè)面校核：</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)W為：</b></p><p>　　W=0.1d³=0.11

125、5³=337.5mm³</p><p>　　抗扭截面系數(shù)WT為：</p><p>　　WT=0.2d³=0.215³=675mm³</p><p>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為:M=54600N·mm</p><p>　　===161.8Mpa</p><p>　　

126、扭矩及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：=27300N·mm</p><p>　　===40.4Mpa</p><p>　　在附表3-4[文獻(xiàn)4] 用插入法求得軸上鍵槽處的有效應(yīng)力集中系數(shù)：k，k</p><p>　　由附圖3-2[文獻(xiàn)4] 得尺寸系數(shù)</p><p>　　由附圖3-3[文獻(xiàn)4] 得扭轉(zhuǎn)尺寸</p><p>　　軸

127、按磨削加工，由附圖3-4[文獻(xiàn)4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為==0.92</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式（3-12）及（3-12）[文獻(xiàn)4] ，得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　=--1=0+=0.09</p><p>　　=+-1=+=1.63</p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)：</b><

128、/p><p><b>　　===18.89</b></p><p><b>　　===4.57</b></p><p>　　Sca===4.4>S=1.5</p><p>　　故該軸在截面右側(cè)面是安全的，又因?yàn)檩S無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去。</p><p&

129、gt;<b>　　靜強(qiáng)度校核。</b></p><p><b>　　?軸承的校核</b></p><p>　　機(jī)床一般傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承失效形式，主要是疲勞破壞，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。</p><p>　　36102向心球軸承校核</p><p>　　由第一章可知主動(dòng)軸的軸向力Fa=4.091N<

130、;/p><p>　　所受徑向力Fr=1754.5/2=877.25N (表3.8-50) [文獻(xiàn)6]</p><p>　　P=0.41Fr+0.87Pa=0.41877.25+0.874.091=363.2N</p><p>　　>=30000h(表13-3) [文獻(xiàn)6]</p><p><b>　　軸承安全。</b>