四轴头多工位同步钻床设计修改打印

1、第1章 机床的地位及其发展简史1.1机床在国民经济的地位及其发展简史现代社会中，人们为了高效、 经济地生产各种高质量产品， 日益广泛的使用各种机器、 仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零 件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、 尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求 高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能 完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。如果没有机床的发展，如果不 具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床

2、，现代社会目前所达到的高度物 质文明将是不可想象的。机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，至19世纪末， 车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形 成。上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削性能不断 提高，促使机床沿着提高主轴转速、 加大驱动功率和增强结构刚度的方向发展。 与此同时， 由于电动机、齿轮、轴承、电气和液压等技术有了很大的发展，使机床的转动、结构和控 制等方面也得到相应的改进，加工精度和生产率显著提高。此外，为了满足机械制造业日 益广阔的各种使用要求，机床品种的发展也与日俱增。1.2组合机床的国

3、内、外现状世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年代后组合机床在世界各国得到迅 速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸 取新技术成果而完善和发展。121.2.1国内组合机床现状我国加入WTC以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战 略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005年4月份，组合 机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上， 较2004年同比增长了10%以上，可见行业企业运营状况良好。

4、（1）行业企业产品结构的变化 组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床进一步接轨, 组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。(2) 组合机床技术装备现状与发展趋势 组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装 备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、 轻工、家电行业。我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件(近年研制的组合 机床加工连杆、

5、板件等也占一定份额) ，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔等。 组合机床的分类繁多，随着技术的不断是进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越 来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换， 配以可编程序控制器(PLC、数字控制(NQ等，能任意改变工作循环控制和驱动系统， 并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。21.2.2国外组合机床现状80年代以来， 国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上， 正朝着综合成套和 具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样 方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集

6、中、高效短节拍和多 功能知道监控。组合机床技术的发展趋势是：(1)发展柔性技术80年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组 合机床;这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床 配置更加灵活多样。(2)发展综合自动化技术汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要 求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全 部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。(3)进一步提高工序集中程度国外为了减少机床

7、数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品,继续 采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴 箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从 而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。1.3机床设计的目的、内容、要求1.3.1设计的目的 机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我 们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械 制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌 握基本的设计方法，培养基本的设计方法

8、，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计 和计算能力。1.3.2设计内容1、运动设计 根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传 动方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准 的相对误差。2、动力设计 根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计 算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允 许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。3、结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的 布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。4、编写设计说明书1.3.3设计要求评价机床性能

9、的优劣， 主要是根据技术经济指标来判定的。技术先进合理， 亦即“质 优价廉”才会受到用户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术经济 指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。第2章 钻攻柴油机箱体端面螺纹孔专用机床总体设计2.1组合机床方案的制定2.1.1制定工艺方案 零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以， 在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材 料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工 艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条

10、件等等。并收集 国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。根据被加工被零件（减速箱箱盖）的零件图，加工八个螺栓孔的工艺过程1加工孔的主要技术要求。加工8个M10的螺纹孔。表面粗糙度Ra3.2um.孔的位置度公差为0.3mm工件材料为HT20Q HB175-2552.工艺分析加工该孔时，除粗糙度要求外（Ra3.2um）,孔的位置度公差为0.3mm根据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度，可采用如下的加工方案。-钻 -攻螺纹-返丝3.定位基准及夹紧点的选择加工此箱盖的孔，以底面的三个支承点限制 Z 和X、丫三个自由度，位于右边上的两 个支承点限制了 X 和Z自由度，位于前面上的一个支承点限制 Y

11、个自由度。这样工件的6个自由度被完全限制了。在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，而工件也是大批量生产， 由于夹具在本设计中没有考虑，因此在设计时就认为是人工夹紧。2.1.2确定组合机床的配置形式和结构方案。1.被加工零件的加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案 的主要依据。箱盖加工孔的精度要求不高，可采用多工位组合机床，工件各孔间的位置精 度为0.3mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工时可以在下一个安装工位上对所有孔进 行最终精加工。为了加工出表面粗糙度为Ra3.2u m的孔。采取提高机床原始制造精度和工 件定位基准精度并减少夹压

12、变形等措施就可以了。为此，机床通常采用尾置式齿轮动力置 进给采用液压系统，人工夹紧。2.被加工零件的特点这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此箱盖的材料是HT200硬度HB175-255孔在长度方向的距离是100mm在宽度方向的距离是190mm孔的直径为 10mm采用多孔同步 加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是垂直的，并且定位基准面是水平的。孔 的分布范围是直线形状，工件比较长，一次钻完，多轴箱体积较大，采用两工位以减小多 轴箱的体积，使整个钻床

13、瘦身，因而适合选择立式多工位钻床。3.机床使用条件通过对箱盖零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、 夹紧方式、工艺方法， 并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑， 最终决定设 计四轴头多工位同步钻床。2.2确定切削用量及选择刀具2.2.1确定工序间余量为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常 用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量，由于在本钻床上钻孔后重新安装或在其他多 工位机床上加工下道工序，应适当加大余量，以消除转、定位误差的影响。10mm勺孔在钻孔后攻螺纹，直径上工序间余量1.01.5mm2.2.2选择切削用量确定了在组

14、合机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。多轴主轴箱上 所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给 量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（mm/min应是适合有刀具的平均值。因此，同 一主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和不同的每转进给量（mm/r）与其适应。以满足不同直径的加需要，即:式中：n1、n2、ni-各主轴转速（r/min）仁 、f2f.- 各主轴进给量（mm/r）f-动力滑台每分钟进给量（mm/mir）由于箱盖孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求都是相同的。按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查表的方法查得：钻头直径DP 9mm

15、铸铁HB17255、进给量f=0.1mm/r、切削速度v=15m/min.2.2.3确定切削力、切削扭矩、切削功率根据选定的切削用量（主要指切削速度v及进给量f）确定切削力，作为选择动力部 件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动 轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计 算如下：1布氏硬度：HB =HBin-（HBmaxHin）31=255- （255175）3=228.33切削力：F =26 Df0.8HB06=26X9X0.108x 228.3306=1071.79 N切削扭矩：T =10D19f0.8HB06=

16、10X919X0.108X228.3306nifi=vf=3274.45 Nmm切削功率：P=Tv./9740兀D=3274.45X15/（9740X3.14X9）=0.164 kw式中：H布氏硬度F切削力（N）D-钻头直径（mrj）f-每转进给量（mm/r）T切削扭矩（Nmm）V切削速度（m/min）P切削功率（kw）2.2.4选择刀具结构箱盖的布氏硬度在HB175- 255，孔径D为10mm刀具的材料选择高速钢钻头（W18Cr4V,为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准 9的麻花钻。孔加工刀 具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有3050m m的距离，以便排出切屑和刀具

17、磨损后有一定的向前的调整量。2.3四轴头多工位同步钻床总设计“三图一 ”的编制“三图一卡”设计，其内容包括： 绘制被加工零件工序图、 加工示意图、 机床联系尺寸图、编制生产率卡。2.3.1被加工零件工序图1、被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床完成的工艺内容，加工 部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹具部位及被加工零件 的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品状况的图纸，它不能用用户提供的图 纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的。 它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验

18、和调整机床的重要技术文件。箱盖 用四轴头多工位组合机床的被加工零件工序图如22所示。图上主要内容：（1）被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗 糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。（2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。（3）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导有关部位结构和尺寸，以便 检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。（4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。2.3.2加工示意图1、加工示意图的作用和内容 加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工 过程，刀具的布置以

19、及工件、 夹具、刀具的相对位置关系， 机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据。图23为箱盖上8孔立式钻床加工示意图。在图上应标注的内容：（1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。（2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。（3）主轴的结构类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸、接杆、导向 装置的结构尺寸；刀具与导向置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式，刀具应按加 工终了位置绘制。2.3.3机床联系尺寸图1、联系尺寸图的作用和内容 一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力箱、动力滑台、立柱、立柱底座加 上专用部件多轴箱

20、、刀、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合而成。 联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配和运动关系，以检验机床各部件的相对位置及尺寸联系是否满足要求，联系尺寸图也可以看成是简化的机床总图，它表示机床的配 置型式及总体布局。机床联系尺寸图的内容包括机床的布局形式，通用部件的型号、规格、动力部件的运 动尺寸和所用电动机的主要参数、工件与各部件间的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸 等。2、选用动力部件 选用动力部件主要选择型号、规格合适的动力滑台、动力箱。（1）滑台的选用通常，根据滑台的驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。1）驱动形式的确定根

21、据对液压滑台和机械滑台的性能特点比较，并结合具体的加工要求，使用条件选择HY系列液压滑台。2） 确定轴向进给力滑台所需的进给力F进=刀R=4X1071.79=4287.16N式中： Fi各主轴加工时所产生的轴向力由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴的向力外，还要克服滑台移动时所产生的摩擦 力。因而选择滑台的最大进给力应大于卩进=4.29KN。3） 确定进给速度液压滑台的工作进给速度规定一定范围内无级调速，对液压滑台确定切削用量时所规定的工作进给速度应大于滑台最小工作进给速度的0.51倍;液压进给系统中采用应力继电器时， 实际进给速度应更大一些。 本系统中进给速度Vf=nf=47.8mm/min。

22、所以选择HY25IA液压滑台，工作进给速度范围32800mm/min快速速度12m/min。4） 确定滑台行程滑台的行程除保证足够的工作行程外， 还应留有前备量和后备量。 前备量的作用是动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前调整。本系统前备量为20mm后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余 地，为方便装卸刀具，这是取40mm所以滑台总行程应大于工作行程，前备量，后备量之 和。即： 行程L156+20+40=236mm取L=250mm综合上述条件， 确定液压动力滑台型 号HY25IA。2）由下式估动力箱的选用动力箱主要依据多轴所需的电动机功率来选用，在多轴

23、箱没有设计之前，P主可算P主=P切/ n=4X0.164/0.8=0.82KW式中：n多轴箱传动效率，加工黑色金属时n=0.80.9；有色金属时n=0.70.8，本系统加工HT20Q取n=0.8.动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。因此，选用 电动机型号为Y100L6B5的 仃D25IA型动力箱，电动机功率1.5KW驱动轴转速为520r/min,动力箱输出轴至箱底面高度为125mm。(3)Y轴液压滑台的选用工件质量计算V=420X240X10(2X1602X340)X10X30-3 3=1.308X1 0-3m33-3m =pv=7.0X10X1.308X10=9.

24、156kg磨擦系数：f=0.070.12取f=0.1F=fN=0.1mg=0.1X9.156X10=9.156N由于工作台和夹具还未设计，初选滑台时进给力大于9.156N，由于工件长X宽为420X240mm选择液压滑台HY32IA型.2、 配套支承部件的选用立柱1CL25型，立柱底座1CD253、 确定装料高度 装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离，在现阶段设计组合机床时，装料高度可视具体情况在H= 5801060mm之间选取，本系统取装料高度为976mm4、 中间底座轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足丫轴滑台在其上面联接安装的需要，又考虑到与立柱底座 相连接。因此，中间底座采用侧底座1C

25、C32。5、 确定多轴箱轮廓尺寸本机床配置的多轴箱总厚度为301mm宽度和高度按标准尺寸中选取。计算时，多轴 箱的宽度B和高度H可按下式确定：B=b+2b1=190+2X100=390mmH=h+hi+bi=100+100+100=300mm式中：b-工件在宽度方向相距最远的两孔的距离bi-最边缘主轴中心距箱外壁的距离，一般取bi_7 0100mmh工件在高度方向相距最远的两孔距离hi-最低主轴高度hi85140mm取hi=100mm根据上述计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸BXH=400 x320mm2.3.4生产率计算生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程、动作时

26、间、切削用量、生产率、负 荷率等技术文件，通过生产率计算卡，可以分析拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷 率的要求。计算如下：切削时间：T切=L/vf+t停=2X26/47.8+2X15/478=1.151 min式中：T切机加工时间（min）L工进行程长度（mmvf-刀具进给量（mm/mir）t停死挡铁停留时间。一般为在动力部件进给停止状态下，刀具旋转515 r所需要时间。这里取15rLo+ L.辅助时间T辅=L-L+t移+t装Vfk=（150+176）X2/12000+0.1+1.5=1.654min式中：4、L4分别为动力部件快进、快退长度（mmvfk-快速移动速度（mm/mir）t移工

27、作台移动时间（min）,般为0.050.13min,取0.1 mint装-装卸工件时间（min）般为0.51.5min,取1.5min机床生产率Q1= 60/T单=60/（T切+T辅）=60/（1.151+1.654）=21.39机床负荷率按下式计算=Qitk/Ax100%=21.39x1950/60000 x100%=70%式中：Q-机床的理想生产率（件/h）A年生产纲领（件）tk年工作时间，单班制工作时间tk=1950h2.4多轴箱的设计2.4.1绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的如图2-7所示图中多轴箱的两定位销孔中心连线为横坐标，工件加工孔对称，选择箱

28、体中垂线为纵 坐标，在建立的坐标系中标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴的相对位置尺寸。主轴部为逆时针 旋转（面对主轴看）。主轴的工序内容，切削用量及主轴尺寸及动力部件的型号和性能参数如表26所示件/h表26主轴外尺寸及切削用量轴号主轴外伸尺寸工序内容切削用量D/dLN(r/mi n)V(m/mi n)f(mm/r)V(mm/mi n)1、2、3、432/20115钻9478150.147.82.4.2主轴、齿轮模数的选择本组合机床主要用于钻孔，因此采用滚珠轴承主轴。齿轮模数m可按下式估算：m=（30-32）3P/（ZN）=32X31.5/（19 478）=1.76式中：m估算齿轮模数P齿轮所传递率（k

29、w）Z对啮合齿中的小齿轮数N-小齿轮的转速（r/min）多轴箱输入齿轮模数取m=3，其余齿轮模数取m=22.4.3多轴箱的传动设计(1)拟定传动路线将主轴1、4作为一组，看成直线分布，在两主轴中心连线的 垂直平分线上布置中心传动轴5,同样把主轴2、3作为一组，由转动轴6带动。油泵轴7用 中心传动轴5驱动。然后，将传动轴6、7与驱动轴0连接起来，形成多轴箱的传动系统 如图2-10所示。(2) 画出驱动轴、主轴坐标位置。如下表：表27驱动轴、主轴坐标值坐标销0驱动轴0主轴1主轴2主轴3主轴4X175095959595丫094.51801808080(3)确定传动轴位置及齿轮齿数1)最小齿数的确定为

30、保证齿轮齿根强度，应使齿根到孔壁或键槽的厚度a - 2m,驱动轴的直径为d=30mm,有机械零件设计手册知，齿轮t=33.3mm,当m=3时。驱动轴上最小齿轮齿数为：Zmhl工2(t/m1+2+1.25) -d0/m1=2X(33.3/3+2+1.25)30/3=18.9所以驱动轴齿数要大于等于19。为减小传动轴的种类，所有传动轴的直径取30mm.当m=2，d=20时，齿轮t=23.3mmo主轴上最小齿轮齿数为：Zmin一2(t/m2+2+1.25) do/m2=2X(23.3/2+2+1.25) 20/2=19.8所以主轴齿数要大于等于20o2)确定传动轴5、6与主轴1、4;2、3间的齿轮副

31、齿数在设计齿轮传动装置时，常采用的传动比分配原则有：等效传动惯量最小原则、质量 最小原则和输出轴转角误差最小原则三种。对于钻床要求运转平稳、启动频繁和动态性能 好的降速传动链，可按等效传动惯量最小原则设计。由于主轴1、4;2、3关于丫轴对称，传动轴在主轴1、4的连线的中垂线上，取传动 轴5的坐标为(65，130)，则驱动轴与传动轴5的轴心距为A-5=A-6=652-(130-94.5)2=74.062mm,传动轴5与主轴1、2的轴心距为A-I=A-2=65 (130-94.5) =58.31mn,A-2=A-3=A-I。总传动比：i总=520/478=1.088根据等效传动惯量最小原则i。/=

32、(.2i总)13(21.08813=1.19则：A)-5=m/2x(Z0+Z5)Z.5/ZO=1.19解得：Z0=23ZI5=27又因为Z从=2A/ni-Z主，m=2,所以传动轴5与主轴1或4间传动轴副的齿数和为58,i5-1=i总/i0-5=1.088/1.19=0.914厂Z5+乙=58Y-乙/Z5=0.914解得：Z28-Z5=303)确定油泵轴7的确定油泵轴7直接由传动轴5上的30齿的齿轮驱动。R12- 1A液压泵推荐转速为n=550800r/min,中 心传动轴转速n5=i5-1n1=0.914x478=436.892r/min.因此传动轴比i5-7=436.892/(550800)

33、=0.5460.794.贝油泵轴齿轮齿数为Zz=Z5i5-7=30 x(0.5460.794)=1723取ZZ=20油泵的理论转速为ny=n5Z5/Z7=436.892x30/20=655.338r/min油泵轴7与传动轴5的轴距为A-7=m(Z+Z7)/2=2x(30+20)/2=50mm液压泵轴也安排在中心轴1、4的连线的中垂线上，与传动轴5、6在同一截面，则液 压泵轴7的坐标轴为(一15,130)。各传动轴的坐标见表28所示表2-8传动轴的坐标值传动轴编号轴5轴6轴7(Xi,Yi)(65,130)(65,130)(15,130)各传动副的中心距及其齿轮齿数见表2-9表2-9传动副的中心距

34、（mrh及其齿轮齿数轴距代号A0-5、A0-6A5-1、A5-4、A-2、A-3A5-7中心距值74.0658.3150主动轮Z233030E00.1550.155从动轮Z2728200.31300各传动齿轮的尺寸如表210所示 表210各齿轮的尺寸（单位mm）齿数Z齿底圆直径df分度圆直径d齿顶圆直径da第I排Z5、63055.626064.62Z1、2、3、428515660乙20354044第n排ZO2361.56975Z5、62771.6228185.124注：所有传动齿轮宽度为37mm4）验算主轴的转速 使各主轴转速的相对转速损失在-5%以内3023.ni、2、3、4=520X X

35、=474.6r/min2827244绘制传动系统图传动系统图是表示传动关系是示意图，即用以确定的传动轴将驱动轴和各主轴连接起来，绘制在多轴箱轮廓内的传动示意图图中多轴箱箱体内只排放一排37mn宽的齿轮，离箱体前壁4.5mm,离箱体后壁9.5mm, 传动轴齿轮和驱动轴齿轮为第U排。在图中标出齿轮的齿数、模数、变位系数，以校核驱 动轴是否正确。另外，应检查同排的非啮合齿轮是否齿顶干涉；还画出主轴直径和轴套直 径，以避免齿轮和相邻的主轴轴套相碰。245传动零件的校核(1) 验算传动轴的直径校核传动轴以承受的总扭矩最大传动轴5，由它驱动的有主轴1、4和液压泵轴7。主轴扭矩：TI=T4=3274.45N

36、mm液压泵轴的扭矩：查得R12-1A液压泵的最高压力为0.3MPa排量为5.88ml/r。假设 在理想无泄漏状态，即：P q=T 3式中：P液压泵的压力N/m2q液压泵的排量m/sT-输入扭矩Nm3输入角速度rad/s单位换算：P=0.3MPa=0.3X 106Pan =655.338r/mi n=10.9223r/sq=5.88X10.9223=64.22ml/r=64.22X10-6ni/s3=2nn/60=2X3.14X655.338/60=68.56rad/s代入公式：P q=T 364.22X10-6X0.3X106=68.56T7解得：T7=280N - mmT5=Ti/i5-1+

37、T4/i5-4+T/i5-7=2X3274.45/0.914+280/0.667=7584.89Nmm根据d=B4T=2.316X47584.89=21.6mm30mm因此传动轴5、6是符合要求的。(2) 齿轮模数的验算对多轴箱中承受载荷最大、最薄弱的轴5上的齿轮进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的验算。齿轮的材料为45钢，表面淬火，布氏硬度HB=224286,平均值240HB设使用寿命10年。齿轮Z5=30、乙=28、宽度B=37mm传动比i5-1=0.914,工作时间比1.088/2.804=0.39。注：在校核计算的过程中所要见的表和图在 机械设计一书中，邱宣怀等编著，2003年高等教育出版

38、社。校核计算：接触疲劳极限6Hlim由图12.17c得6Hlim=410MPav5=曲5=314 60436.892=1.37m/s60X00060心000Ft=2T；/d5=2X7584.89/60=252.83NKAFt/b=1.1X252.83/37=7.52N/mm100N/mm1 1=1.883.2X( + )cosB(B=0)Z5乙=1.883.2X(丄+丄)30 28=1.67=0.88齿向载荷分布系数 心 由表12.11知KBB=A+B1+0.6 ( ) 2( ) 2+C- 10-3bd5d5=1.17+0.16X1+0.6X(37/60)X2X(37/60)X2+0.61X1

39、0-3X37=1.28载荷系数KK=KAKO KHB=1.1X1.24X1.29X1.28 =2.25齿轮5的圆周速度V5精度等级使用系数Kx动载系数K/齿间载荷分配系数沧选9级精度由表12.9 KA=1.1由图12.9 K/=1.24由表12.10先求由此得a = 4= N=1.29Zz0.882_ 4-1.67=.3弹性系数ZE由表12.12 ZE=189.8 .MPa节点区域系数ZH由图12.16(X_XO /(Zi_ Z2)=O.OO5H=2.62接触最小安全系数S由表12.14 SHmin=1.25h=10X365X8X0.39=11481.6h应力循环次数N-1=60丫risth=

40、60X3X436.892X11481.6=9.03X108NL2=60丫mth=60X1X478X11481.68=3.2X10ZN2=1.24许用接触应力(TH (TH1=土込1=410 1.14=373.92MPaSHmin1.25(TH2=厂H lim 2ZN2=410 1.24=406.7MPaSHm in1 .25验算(TH=ZEZH-乙2k5U二1 bd5UX.2 218 75严89I 1V 37汇601.07=301.95MPa373.92 MPa计算表明：接触疲劳强度是合适是，齿轮尺寸无须调整齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数yY= 0.25+0.75/a=0.25+0.75/1.

41、67=0.7齿间载荷分配系数K:a由表12.10 KFa=1/Ye=1/0.7=1.43齿向载荷分配系数K3Bb/h=37/(2.25X2)=8.22KFB=1.2载荷系数KK=KAKvKFa=1.1X1.24X1.43X1.2总工作时间tht接触寿命系数ZN由图12.18 ZN1=1.14=189.8X2.62X0.88Fa2= 2.56Sa2=1.62N2=1.0=380X0.98X0.85/1.25=253.25MPaX1X0.85/1.25=258.4MPaTf1= *YFa1Ysa Mbd5m2 2.34 7584.8937 60 2X2.37X1.63X0.7=21.62MPaTf1Tf2=TYF HYS：1=21.622.56 1.62X2.37 1.68=22.52MPaTf2传动无严重过载，故不做静强度校核2.5确定机械重块平衡机构=2.34齿形系数YF由图12.21 YFa1=2.37(TF2】=F lim 1YN 2YXSF min应力修正系数由图12.22 Ysa1=1.68弯曲疲劳极限(TFlim由图12.23cTFlim=380MPa弯曲最小安全系数Smin由表12.14 SFmi n=1.25应力循环系数N.8L1=60Ynh=9.03X108L2=60丫mth=3.2X10弯曲寿命系数YN由图12.24