0207-卧式组合钻床毕业设计【全套5张CAD图+说明书】
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要求设计一台组合钻床，加工175－Ⅱ型柴油机一面上的六个孔（详见加工工序图）。被加零件其材料为HT200，硬度HB170－220。毛坯为铸件机械性能GB5675－85中有关于HB200的规定，年产量为5万件/年。
- 内容简介：
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机械设计 摘要 机器是机构与其他零件的组合，为了有益的用途而转换、传递或利用能量、力或者运动实例有发动机、涡轮、车辆、卷扬机、印刷机、洗衣机和电影摄影机 轮毂盖和档案橱柜到仪表和核压力容器。“ 机械设计 ” 这一术语比 “ 机器设计 ” 更为广义，它包括机器设计。而对于某些仪器，如用以确定热、流动线路和体积的热力以及流体方面的问题要单独考虑。但是，在机械设计时要考虑运动和结构方面的问题以及保存和封装的规定。在机械工程领域以及其他工程领域应用机械设计，都需要诸 如开关、凸轮、阀门、容器和搅拌器等机械装置。 关键词：机械设计机构设计过程工差 设计过程 设计始于真正的或想象的需要。现有的仪器可能需要在耐用性、效率、重量、速度或成本上加以改进。可能需要新的仪器来完成以前由人做的功能，如装配或保养。目标全部或部分地确定后，设计的下一步就是构思能够完成所需功能的机构及其布置为此，徒手画草图价值极大，它不但作为一个人想法的记录和与其他人讨论的辅助手段，而且尤其适于与自己的想法交流，作为创造性思路的兴奋剂还需要有关于部件的广泛知识，因为一台新机器常常由熟知的各类零件重新安排或替 换而成，也许改变了尺寸和材料。无论在构思过程中还是之后，一个设计者都会进行快速或粗略的计算或分析以确定一般尺寸和可行性。当些关于所需或可用空间量的想法确定后，可以开始按比例画草图。 最后，一项基于功能和可靠性的设计完成了，就可以制造样机了。如果测试满意，而且如果装置要大量生产，就要对最初的设计进行一定的修改以确保以较低成本大量生产。在随后几年的制造和使用期间，设计有可能因构思了新想法或者基于测试和经验基础上的进一步分析所显示的改变而改变。销售吸引力、客户满意度和制造成本都与设计有关，设计能力与工程投资的成功 密切相关。 一些设计准则 在这一部分，有人建议运用创造性的态度进行的分析，这种分析可以引起重大改进以及对备用产品的构思和完善，也许产品功能更多、更经济、更耐用。创造阶段无须是最初和独立的阶段。虽然分析人员可能并不负责整个设计，但是他不仅仅是能从数字上提出要他解决的问题的正确答案，不仅仅是给出应力值、尺寸或者工作限制。他可以提出更广泛的见解，以便改进规范或方案。由于在分析前或分析过程中，他会熟悉装置及其工作条件，他就处于一个构思备选方案的有利位置。最好他能提出建议改变形状来消除力矩或应力集中，而不是允许构建具 有大截面和过多动态载荷的机构最好是他报废他的细致的设计而不是后来看到机械报废。 为了激发创造性思维，建议设计人员和分析人员使用以下准则。前 6 条准则尤其适用于分析人员，虽然他可能涉及到所有这 10 项。 降低成本。 机械设计 整个机械设计是一个复杂的过程。设计人员必须在这样的领域，如静力学、运动学、动力学和材料力学具有良好的素养，此外，还必须熟悉制造材料和制造工艺。设计人员必须能够组合所有相关的事实，进行训渭、制作草图和制图来把制造要求传递到车间。 任何产品设计的第一步工作之一是选择用于制造每个部件的材料。今天的设计人员可得到无数的。在选择时，产品的功能、外观、材料成本和制造成本都很重要。在任何计算之前必须仔细评估材料的性能。 有必要仔细计算以确保设计的有效性 而是由十各种原因被存起来。一旦任何一个部件失效，就要弄清楚在最初设计这个有缺陷的零件时做了什么；而且，从对过去的项目的计算中可以获得一份经验文件。当需要类似的设计时，过去的记录会有极大的帮助。 计算（和图上尺寸）的检查最为重要。一个小数点放错位置可以毁掉一个本来可以接受的项目。例如，如果一个人要设计一个能支撑 100 磅的托架，而它本应该能支撑 1000 磅，结果肯定会失败。必须检查再检查设计工作的方方面面。 计算机对于工作人员来讲是一个很有用的工具，可以减轻乏味的计算并且对现有数据提供扩展分析 。基于计算机性能的交互系统使计算机辅助设计（ 计算机辅助制造（ 为可能。通过这样的系统，就可能把一个初步构思传送到打孔纸带用于数字加工控制而无须绘制正式的施工图。 实验室测试、模型和样机对于机械设计很有帮助。实验室提供了很多建立基本概念所需的信息，然而，还可用它们获得一些关于产品在现场会如何工作的认识 最后，一个成功的设计人员应尽最大努力跟上时代步伐。每天都会出现新材料和生产方法。绘图和设计人员如果不熟悉现代方法和材料就可能失去作用。一个好的设计人员应经常阅读技术期刊以跟上新的发展 工程工差 固体由其表面边界确定界限。典型地，设计人员给一个零件指定公称尺寸以使其满足其需要。实际上由于表面不规则以及固有的表面粗糙度，各个零件不能重复地做成公称尺寸必须允许尺寸有一些变化以确保能够制造。但是，所允许的变化一定不能太大以至于使装配件的性能变差。单个零件所允许的变化称为公差。 公差这一术语不仅适用于由制造工艺产生的部件尺寸的可以接受的范围，而且适用于机械或加工的输出。例如，一个给定型号的内燃机的功率每台都有所变化。实际上，我们常常发现这种变化模型会是频率分布曲线，例如 叫高斯分布）。设计人员 的工作之一就是给一个零件指定尺寸和允许的变化，这个值能够产生可以接受的性能。 零件公差 当图中没有指定确切尺寸时，大多数组织都有适用于尺寸的通用公差。对于加工尺寸，通用公差可能是 米。因此，被指定为 米的尺寸的范围可以是 米到 他通用公差可以适用于如角度、钻孔和冲孔，铸件、锻件、焊缝和焊角等情形。 在给一个零件指定公差时，可以参考以前的图或一般的工程实践。典型的公差被指定为英武成 准所定义的幅度。对于一个给定公差，比如 H7/于正在研究的零件尺寸就有一组 与图表对应的数值可用。下面这段将给出关于装入孔内的轴或柱形配合的具体例子。 孔和轴的标准配合 一项标准的工程工作是确定一个柱形零件的公差，比如安装在一个相应的筒形零件或孔内的或者是在其内部旋转的轴配合的松紧取决于应用例如，一个定位在轴上的齿轮就需要“ 紧 ” 的静配合，这里轴的直径实际上比齿轮毅的内径稍微大一些以便能传递所需的扭矩。再者，滑动轴承的直径必须大于轴的直径以使其旋转。假定从经济上讲不能把部件制造成精确的尺寸，轴和孔尺寸上的大小变化就必须确定。但是，变化的范围不应太大以免装配时受损 为了不至于有无穷无 尽的被指定的公差尺寸，已经制定了国家和国际标准确定了公差带，比如 了使用这一资料，给出了传统公差使用中的定义。通常使用的是基孔制，因为这会使公司内部所需的钻头、绞刀、拉刀和计量工具种类的减少。 尺寸：以专用单位表示尺寸数字值的数。 实际尺寸：通过测量得到的部件尺寸 。 尺寸极限：零件允许的最大和最小尺寸。 最大尺寸极限：两个尺寸极限中较大的 。 最小尺寸极限：两个尺寸极限中较小的 基本尺寸：用以固定尺寸极限的参考尺寸 偏差：一个尺寸与其对应的基本尺寸的代数差 实际偏差：实际尺寸与其对应的基本尺寸 的代数差。 上偏差：最大尺寸极限与其对应的基本尺寸的代数差 下偏差：最小尺寸极限与其对应的基本尺寸的代数差 公差：最大尺寸极限与最小尺寸极限的差值。 轴：指定一个部件所有外部特征的惯用术语 孔：指定一个部件所有内部特征的惯用术语。 初步设计产生满足指定需求的解决方案。初步设计可以代表组成整个系统的所有子系统和零部件的总和。 初步设计描述为由一系列形成和评估阶段组成的一个反复的过程，各阶段合在一起形成好的解决方案。在反复的每一阶段，构思更加详细，可以更全面的评估。 产生尽可能多的或经济便利的 构思和想法是重要的。有一种诱惑，让你接受第一个有希望的构思并进行详细的设计直到最终产品。应该抵抗这种诱惑，因为这样结果总会更好些。值得一提的是，或早或晚你的设计会不得不与那些来自其他制造商的设计竞争，因此产生研制的思想应谨慎。 产生了想法和构思后，下一步就是对它们进行评估并选择最佳构思一种评估方法是使用列表矩阵。矩阵由一系列准则组成构思必须借助它们打分。如果合适，准则的重要性可以加权，最适合的构思会具有最高总分。这一方法提供了组织的评估技术而且使团队内的个人很难推行他们自己的不合理的想法。 产生了初步 的解决方案，下一步就是表达它们，以便它们能与所有涉及总体设计过程的人交流实际上，这一步可以采用绘制草图或三维模型的形式，既可是物理模型也可是计算机生成的模型。到总草图己经完成并进行计算来确定解决方案对于产品设计规范的兼容性时，细节设计阶段的基础就已建立起来了。 A is a of or or a of of to to to is in a to of in in of in as of as he of or of to in to on or to by or is or of is to it to be it t of of be to is of to a be of of or at in a on a or or to or of of 1 to of if to on a to on of a of to of s to to do is t of on of of a to up is s is he t ofbe to is to of or in or he to he is in a to a he a of or to up to to a is he of is a up to a to an he to 0. t in is no a to to a of in to a a to by to a a to to in he is a to at of as to a in to ei to to to it an is of an of to be to of It is a of to on be up to do at an a of is s an if a to a 00 it 000 to a to a to is an of a to to to to to a to of a to to to to to to is a of up of on a of up a s t to up a he is he is by a to r. to to a to it of t r. to s to to t as to of to by is is to of ofis to a or of a of we of be a to ne of a is a is no in in of to in s be a .5 5.0 of be in be to as a to of or to of a of s is SO of to , 7/s 6, of to of of or of of is a in a or is in to of be by a on to beof of of a a in to of to be in of to it to t to of of to of t in to or to is up to to in to is of of by he a he of in in ix of in it to of of it to of of he it to of of it to of of he of an a to of of an is by a a to of an to a in of or is of is to on a of of so as a is a E, or or to so of be Is to to on to a of is to toa of to to a of in a a in of to in to of of D Of to of N/C , It is to to of a , or (a It is on is In to a be be to a is to is be if of , to as a of a a 45 be on be to by to in a of is of in or as or of in or a to N/C of a or an of , to be 1/200 1/10=a or to of is , if to a is no in is of of A A on or ，控制系统，伺服系统及开环或闭环系统，在对数控零件进行程序设计之前，了解各组成部分是重要的。 数控中，测量系统这一术语指的是机床将一个零件从基准点移动到目标点的方法。目标点可以是钻一个孔，铣一个槽或其它加工操作的一个确定的位置。用于数控机床的两种测量系统是绝对测量系统和增量测量系统。绝对测量系统（亦称坐标测量系统）采用固定基准点（原点 ），所有位置信息正是以这一点为基准。换句话说，必须给出一个零件运动的所有位置相对于原始固定基准点的尺寸关系。增量测量系统有一个移动的坐标系统。运用增量系统时，零件每移动一次，机床就建立一个新的原点（基准点）。注意，使用这个系统时，每个新的位置在X 和 Y 轴上的值都是建立在前一个位置之上的。这种系统的一个缺点是，如果产生的任何错误没有被发现与校正，则错误会在整个过程中反复存在。 用于数控设备的控制系统通常有两类，即点位控制系统和连续控制系统。点位控制数控机床（有时称为位置控制型数控机床）只有沿直线运动的能力。然而 ，当沿两轴以等值同时编程时，会形成 45斜线。点位控制系统常用于需确定孔位的钻床和需进行直线铣削加工的简单铣床上。点位控制系统可通过程序控制机床，以一系列小步运动形成弧线和斜线。然而，用这种方法时，实际加工轨迹与规定的切削轨迹略有不同。 具有在两个或多个坐标轴方向同时运动的能力的机床，归属连续轨迹控制或轮廓类机床。这些机床用于加工两维或三维空间中各种不同大小的弧形，圆角圆及斜角。连续轨迹控制的数控机床比点位控制的机床贵得多，在加工复杂轮廓时，一般需要计算机辅助程序设计。 数控伺服机构是使工作台或滑座沿坐标轴 准确运动的装置。用于数控设备的伺服机构通常有两种：步进电机和液压马达。步进电机伺服机构常用于不太贵重的数控设备上。这些电机通常是大转矩的伺服机构，直接安装在工作台或刀座的丝杠上。大多数步进电机是来自定子和转子组件的磁力脉冲驱动的，这种作用的结果是电机轴转一转产生 200步距。把电机轴接在 10扣 /英寸的丝杠上，每步能产生 寸的移动（ 1/200 1/10=寸）。液压伺服马达使压力液体流过齿轮或柱塞，从而使轴转动。丝杠和滑座的机械运动是通过各种阀和液压马达的控制来实现的。液压伺服马达产生比 步进电机更大的转矩，但比步进电机贵，且噪音很大。大多数大型数控机床使用液压伺服机构。 使用开环系统的数控机床，没有反馈信号来确保机床的坐标轴是否运动了所需的距离。即，如果接收的输入信号是使一特定坐标轴移动 服装置通常使工作台运动 无法将工作台的实际运动与输入信号加以比较。使工作台实际了 然，开环系统比闭环系统便宜。闭环系统能将实际输出（工作台一英寸的运动量）与输入信号加以比较，并对任何误差进行补偿。反馈装置真实地将工作台已运动 的量与输入信号进行了比较。用于闭环系统的一些反馈装置是传感器，电尺或磁尺以及同步器。闭环系统大大增加了数控机床的准确性。 卧式组合钻床设计 1 设计题目 卧式组合钻床设计 卧式组合钻床设计 2 目 录 一、 前言 1 二、设计任务及组合机床介绍 1、加工内容及要求 2 2、工作循环 2 3、 夹具设计方案 2 4、确定切削用量及刀具 2 5、确定切削力扭矩、功率及刀具耐用度 3 6、初定主轴直径 4 7、主轴箱所需动力 5 三、组合机床总体设计 6 、 三图一卡设计 6 、 主轴箱轮廓尺寸 9 、 传动装置润滑 10 、 机床技术特 性 10 、 计算生产率 10 四、组合机床主轴箱设计 12 1、原始依据图 12 2、主轴结构形式及动力计算 13 卧式组合钻床设计 3 3、传动方案。 14 4、主轴箱的坐标计算 19 5、主轴箱的润滑及手柄轴位置 20 6、绘制装配图主轴箱 21 五、总结 30 六、参考资料 31 卧式组合钻床设计 4 前 言 毕业设计是完成工程技术人员基本训练的最后一个重要环节，目的是培养学生综合运用所学专业和基础知识、独立解决本专业一般工程技术问题的能力。在设计方案的选定、设计资料的收集、手册和国家标准、规范的运用，设计方案的应用、零件图及总装图的绘制等方面有一定较全面的锻炼，并使每个学生树立起正确的设计思路和良好的 工作风。 一个零件的同一面上，往往有多个孔，如果在普通机床上加工。通常要一个一个孔的钻，生产率低下，同时，各加工孔的形状和它的位置公差以及尺寸精度都难以保证，工人劳动强度大。特别是大批大量生产的工艺，更是大大地增加了生产周期，而且成本也很高。 为了克服多孔零件普通机床加工不利的一面，行之有效的方案就是在普通机床的主轴上装上多头轴，但是对于大型箱体零件，采用变种方案也不行，而采用组合钻床才是最佳方案。 组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件与按被加工零件的形状及加工工艺要设计的专用部件所组成的专用机床。 卧式组合钻床设计 5 二 设计任务及组合机床介绍 1、加工内容及要求 要求设计一台组合钻床，加工 175 型柴油机一面上的六个孔（详见加工工序图）。被加零件其材料为度 220。毛坯为铸件机械性能 85 中有关于 规定，年产量为 5 万件 /年。 2、本台机床为卧式单面组合钻床，工作循环为： 工进快退切入快进3、夹具设计方案 全生产线采用通过式滚道输送带，根据被加工零件的特定结构以及考虑便于输送和装夹方便，从提高零件的加工精度出发，生产 线采用随行夹具。 随行夹具以两个销孔和随行夹具体 6 的基面在机床固定夹具上定位。工件与机脚面和机脚面上的两孔在随行夹具 上，由于工件定位平面不连续，因此随行夹具的关部位必具有硬度和高耐磨性。考虑该机床工件加工面的不同，要从夹具的两个垂直方向输送工件。帮夹具采用敞开式四立柱结构，随行夹具输送方向的两侧固定夹具上设置定位板，而在 卧式组合钻床设计 6 输送导板上设置 输送方向上的限位装置，使随行夹具上定位准确，插销顺利，随行夹具以其底面在两块等定位块所构成的平面上，并以两销孔（一个贺柱销和一个锥销定位）实现一面两销方式夹紧装置采用 浮动压块直接压在工件上。 采用一面两销定位消除了六个自由度， 一个圆柱销消除2 个自由度 x、 z，削边销消除 y、自由度，一面消除三 y、 x、z 个自由度。 4、确定切削用具量及选择刀 根据本道工序的要求，刀具选择 麻花钻头，材料为高速钢，钢号为 组合机床设计，确定切削用量： 工序 V (m/S (mm/r) N(r/钻 6 60 钻 59 卧式组合钻床设计 7 5、确定切削用量、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 p=26 D m=10 D N=m v/(9740 D) 式中 p 切削轴向力 d 钻头直径 f 每转进给量 m 切削扭矩 N 切削功率 V 切削速度。通常根据钻孔深度考虑修正系数 , v= B 公称 B 布氏 钻 时 P=26=10743N61=16m/=1743169740 =(96006=7003 钻 时 P=268164N 卧式组合钻床设计 8 M=10072 =3072740 =(9600802 初定主轴直径： 查毕业设计指导书 式 d=m 钻 即 1、 2 轴 d=1743 取 2=15 钻时即 3、 4、 5、 6 轴 d=3072=于便于统一，取 0传动轴和主轴都取 d=20便于选取轴承。 7、主轴箱所需动力 W N n=2 =2818+41164=6292= 动 =N 主 +N 进 N 进 = 动 =式组合钻床设计 9 选取 械动力头，驱动转速转 /分，动力滑台选 3 号液压滑台 机功率 N 3 三、 组合机床总体设计 、三图一卡的设计 1)工零件工序图是组合机床的主要依据。细实线表示与本道工序加工无关的部分，粗实线表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度定位及夹压方向。组合机设计 )加工示意图 标记出夹具、刀具、工件的相互位置关系。 组合机床设计 ）联系 尺寸图 4) 生产计算卡 A、绘制被加工零件工序图 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸精度、技术要求、定位基准、夹压部位。以及被加工零件的材料、硬度和本机床加工毛坯情况的图纸。它是在原有工件图的基础上，以突出本机床或自动线加工内容。工序图是组合机床设计的主要依据，也是制造、调试机床、检查精度的重要技术资料。内容主要包括： 卧式组合钻床设计 10 a、两个视图反映被加工零件形状。 b、表示出以箱体随行夹具的底面和底面上两孔作为定位方式，以随行夹具两侧凸台上平面作为夹紧用四爪夹压。 c、表示出加部位尺寸、位置精度及技术要求。 d、表示出需加工孔的深度、箱体材料 以上所述详见加工工序图。 B、绘制加工示意图 它是刀具的布置图，是刀具辅具、电气液压、主轴箱等设计的重要依据。绘制所注意以下内容： a、导向装置的布置与参数做选择组合机床设计表 3 17 b、导向装置配合 表 3 17 c、主轴系列到参数 表 3 22 d、连接杆选择 表 3 23 以上所述详见附图加工示意图 C、绘制机床联系尺寸图 它是用来表示机床组成部件的相互装配联系以检验机床各部件相对位置及尺寸联是否满足加工要求 ,通用部件的选择是否合适 ,并进一步为主轴箱、夹具等专用部件 ,零件的设计提供依据，联系尺寸图也可看成简化的机床总图 ,它表示机床的配置形式及总体布局。 卧式组合钻床设计 11 a、动力部件的选择 由前面计算 N 动 据组合机床设计表 2 6取 N 动 3电动机功率 选动力箱 称尺寸 B=320 动力箱长度 L=400力箱宽度 00 动力箱高度 H=320动轴距动力箱底面高度 25动轴直径 d=30 驱动轴外伸长度 L=45动轴转速：推荐驱动与电机传动比为 I=1/2，取 n 驱 =710转 /分。 b、行程：所确定的中部件的总行程应小于所选择动力滑的最大行程 ,要求刀具长与工件行程越小越好。 c、主轴箱端面至工件端面之间的轴向寸是加工示意图上最重要的联系寸。 d、动力滑台导轨形式采用“矩 山”型 e、工作行程 . L 工进 = 加工长度 + 工进 =5+28+20+35 快进 =L 工作行程 =L 工进 +L 快退 卧式组合钻床设计 12 L 快进 =155 L 工进 =35+155=190力部总行程 L 总 L 工作行程 +L 前备 +L 后备 =190+20+130=340、主轴箱轮廓尺寸 主轴箱宽度 B，高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布信置有关可按下式确定： B=h+h1+中 B 主轴箱宽度 H 主轴箱高度 最边缘主轴中心 工件上要加工的宽度方向上相隔最远的两孔距离 h 工件上要加工高度方向上相隔远的两孔距离 最低主轴中心至主轴箱底平面距离 最高主轴中心 至主轴箱底平面距离。 根据被加 工零 件工序图得 34 h=153 最 25 =84 卧式组合钻床设计 13 H=h+h1+00 取 1 号主轴箱，其外廓尺寸为。 厚度 T=325具轮廓尺寸： 38822095 机床装料高度 H=890 组合机床设 、传动装置的润滑 采用自润滑 ,主轴箱内有叶片油泵，将油供应至齿轮传动和动力箱、滑台导轨上。 机技术特性 1、滑台工作 面尺寸： 630 320(2、动力箱滑台快进速度： V 快 =5m/计算生产率 (表格见下一页 ) 卧式组合钻床设计 14 被加工零件 图 号 毛坯 种类 铸件 名 称 175-型柴油机曲轴箱 毛坯 重量 材料 硬度 00 工序名称 单面钻孔并倒角 工序号 序 号 工 步 名 称 被加工零直径数 加工直径工长度作行程 削速度m/m 转速r/给量 工时 60 角 85 28 35 59 2 个 60 角 6 35 16 760 台 快 退190 注 1、 单班制： /年，满足 5 万件年 的要求 2、 装卸工时取决于操作者的熟练程度，对于本机床，计算时取 产一件。 总计 件工时 床生产率 31 件 /小时 机床负荷率 卧式组合钻床设计 15 四、组合机床主轴箱设计 1、绘制主轴箱设计原始依据图 主轴箱设计原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容括主轴箱设计的原始要求和已知条件。 在绘制此图时从“三图一卡”中已知： (1)主轴箱轮廓尺寸毫米 。 (2)工件与主轴箱相对位置尺寸。 根据这些数据可绘制出主轴原始依据图。 a)被加工零件 名称： 175 F型柴油机曲轴箱 卧式组合钻床设计 16 材料： 硬度： 220 (b)主轴外伸尺寸及切削用量 (c)动力部件 动力箱电动机功率 3 千瓦。转速 145 转 /分。驱动轴到滑台表面距离为 100 毫米，其他尺寸可查动力箱装配图。 2、主轴结构型式的选择及动力计算 （ 1）主轴结构型式的选择 主轴结构型式由零件加工工艺来决定，并应考虑主轴的工作条作件和力情况。轴承型式是主轴部件结构的主要特征。由于钻削加工的主轴，需承受径向力和轴向力，因此选轴号 工序内容 加工直径 主轴直径 主轴外伸尺寸 D/d( L(V m/ r/f mm/r m/ 2 32 22/ 14 85 16 760 、 4 5、 6 30 30/ 14 115 59 式组合钻床设计 17 择圆锥 滚子轴承。 （ 2）齿轮模数的确定： 初定直径一般在绘制“三图一卡”时进行同由公式 d m/100 根据前面计算， 1、 2 轴取 15， 3、 4、 5、 6 轴取 20，初选模数可以由下式计算，再通过类比确定： m (3032)3 NZn( m=2 3）主轴的动力计算： 由机床“三图一卡”已知， N 动 3P=6292N 3、传动方案的确定，各种受力分析，强度、寿命校核 根据切削速度和刀具直径，求主轴所需转速。 钻 6.7 2=1000v D=100016 =760r/ 钻 8.5 4、 5、 6=1000vD=1000 =659r/动力驱动轴 n 驱 =710r/动比 10/760= 10/659=动力头矢量 4 m=2 卧式组合钻床设计 18 定传动路线如下： 传动方案 如图，动力轴 n=710r/两条路线向主轴传递：（ 1）首先传给 8 轴，然后 7 轴，最后至 1、 2 轴 I= 2）首先传给 9 轴然后 10 轴，再 12，最后传至 3、 4、 5、 6 轴。 首先考虑路线： 齿轮 1、 2 Z=24 m=2 齿轮 7 1=25 2=33 m=2 齿轮 8 1 m=2 I=243341254134=验算传动路线： 轴 9 7 m=2 轴 10 4 m=2 轴 11 0=34 6=41 m=2 轴 12 0=25 6=39 m=2 轴 3、 4、 5、 6 Z=29 则 i=29393431272541312734=中第八轴为手柄轴。 验算主轴转速 1 2 轴： n=7101/i=7100,935=763r/ 4 轴： n=7101/763760=5% 卧式组合钻床设计 19 (859=5% 传动方案： 卧式组合钻床设计 20 传动方案 比较两种方案，第一种方案比第二种方案少一根传动轴。但在 0 到 7 轴至出现升速，这是应该避免，所以应选择卧式组合钻床设计 21 第一种传动方案。 B、传动轴的确定： 根据公式 式中为作用在主轴上的总力矩 为作用在轴传来的扭矩 为第 轴上齿轮传动比。 根据上述公式。 12 轴 有 5/29=表组合机床设计表 5 10 d=201 轴 有 41/39=9=表 5 10 d=220 轴 有 1/34=表 5 10 d=20 轴 有 m9=7/37=表 5 10 d=20 轴 有 5/24=表 5 10 d=20 轴 有 m8=1/25=表 5 10 d=20 0 0 卧式组合钻床设计 22 传动轴和主轴支承形式的确定： 主轴采用圆锥滚子轴承，传动轴可以采用圆锥滚 子轴承。 4、轴 8 兼作调整手柄，其转速如下： n 8=71034/41=589r/、采用 叶片泵，用轴 13 传动 n 泵 =71034/2727/3123/24=746r/n 泵 在 400800r/围之内，满足要求。 4、主轴箱坐标计算： 选取主轴箱平面的平面与通过其定位销孔的垂直线交点为坐标原点（坐标尺寸中单位为）。 A、 坐标计算 在 x o y 坐标系中 4 有 95 轴 5 轴 1 有 00 96 轴 2 有 00 40 轴 3 有 95 轴 5 有 6 有 式组合钻床设计 23 1、 传动轴坐标计算 轴 7 如图， 则 x 7=100y 7=140+28=168 轴 8 设动力轴 0 轴 则 x 8= 轴 12 为轴 3、 4、 5、 6 中心，则 x 12= 9 可任意选是 设 x 9=200 1 轴 10 有 x 10= 11 有 x 11=196 泵轴 13 坐标计 制主轴箱检查图： 注：点划线表示齿轮分度圆直径 细实线表示轴承外圈 粗实线表示轴套外圈 5、主轴箱的润滑和手柄的位置 ： 卧式组合钻床设计 24 本主轴箱采用 2 叶片润滑泵进行润，油泵打出的油经分油器润各部分，对于卧式标准主轴箱体前、后壁之间的齿轮和壁上的轴承用油盘润滑，箱体和后盖中润滑的齿轮用油管润滑，油管是通过 0 轴带动 10 轴，再通过 10 轴带动油泵上矢轮进行传动，泵轮上的齿轮为 24/2，装在主轴箱的第一排，主轴箱中盛满 30机油，由于组合机床的主轴箱上装有多个刀具，为了调整及更换刀具或装配和维修与检查主轴精度，一般来说主轴箱上都要设有一手柄轴，手柄的转速可高一些，在传动系统设计过程中，可以不考虑其位置，传动系统设计好后，根据其要求，选择轴 8 为手柄轴。 6、 绘制主轴箱装配图 （见附图） A、组合机床主轴箱用途和分类 主轴箱改变主轴的转速和位置，通过主轴箱可得到正确的加工位置和转速，按其结构大小，可分为大型主轴箱和小型主轴箱。 B、确定主轴外伸尺寸和接杆莫氏锥号，类型和具本尺寸 选 D/2/14 L=85 3 号 D/0/20 L=115 2 号莫氏锥号 卧式组合钻床设计 25 B、轴箱的规格和组成 。 由前面计算已知，主轴箱所采用的规格为 400 400，动力源传入动力通过传动轴齿相啮合，然后传给主轴和油泵轴其中元件有：传动轴、矢轮、轴套、叶片泵，分油器、 注油杯、排油塞、通用油盘和防油套。 通用主轴箱体基型后盖 90盖厚为 55 C、主轴箱材料 大型主轴箱通常用灰铸铁，代号 40，前后盖为33。 D、轴类零件 1）钻削类主轴 按支承型式平同分三种，本机床选用，圆锥滚子轴承。 2）传动轴也采用圆锥滚子轴承。 3）确定主轴和传动轴的材料。 主轴材料采用 40，热处理 传动轴采用 45钢，调质处理 4）齿轮 接杆号 Dt 莫氏锥号 类型 2 B 4 2 A 20 30 12 1 110 1 1 A 20 23 10 1 85 卧式组合钻床设计 26 齿轮材料均用 45钢，齿轮高频淬火 轮宽度选 24 a) 轴承的选择 主轴（ 1 6）和传动轴均采用圆锥滚子轴承 1 2 轴 d=15 选 7302E 3 6 轴 d=20 选 7204 传动轴 d=20 选 7204 7320E 有 D=42 b=143 c=11 T=204 有 D=47 b=14 c=12 T=15 6、 绘制主轴箱装配图 通用主轴箱总图设计包括主视图、展开图侧视图以及编制装配表和制定技术条件。 a)通用主轴箱的主视 图和则视图 主视图主要用以表明主轴箱、传动正负、矢轮排列位置、附加机构及润滑位置，润滑泵和配置，手柄轴位置 和多轴编号，注出主轴箱联系尺寸，便构成主视视图，设计润滑系统时，分油器的位置应靠操作者一侧，以便观察和检查润滑泵工作情况。 b)展开图 组合机床通用主轴箱和普通机床变速箱比，一方面主轴卧式组合钻床设计 27 多，齿轮啮合关系复杂，另一方面，主轴箱中各主轴和传动轴及其上的零件大多通用化且排列有规律的，而除简单的主轴外，一般采用简化展开图，并配合装配表来表达主轴箱的装配结构，其内容和画法简述如下： A 主要表达多轴装配关系，主 轴、传动轴和矢轮隔套、防油套、轴承等的相对位置 . B 对结构相同的同类型 主轴和传动轴可只画轴，主轴头上注以相同轴的轴号，对于 轴向装配桔构基本相同，只是矢轮大小及排列位置不同的两根（或两组）轴可以画在一起，即轴心线两边各表示一根。 7、 轴的强度校核 在此机床的主轴箱设计中，由于采用第排齿轮，所以对轴的校核只要校核其剪切强度，对弯曲强度挠度可以不考虑。传动齿轮均为 45钢，齿部行高频淬火达 部有好的机械性能。精度等级均为 8 7 部有足够韧。刚度和抗 弯曲疲劳强度。 齿轮的强度、刚度和寿命校核： 1） 接触疲劳强度验算齿轮强度 公式 40/k m (I+i)中 齿轮分度圆直径 卧式组合钻床设计 28 k允许接触应力 kg/于材料为 45 钢值 k=1500kg/ m齿轮的扭矩 (i传动比 b齿宽 对于 1 2 轴上两齿轮 (m=2 Z=24) d 0=640/1500 1+25/24)2425/24=16mm d 0、 =16mZ=224=48 此齿轮满足强度要求 对于 5 6 轴上四矢轮 =640/1500 1+25/29) 2425/24=22.4m Z=229=58 此齿轮满足强度要求 第七 轴两矢轮 =640=640/1500 1+41/33)2441/33=20.9m Z=225=50332=66齿轮满足强度要求 第八轴齿轮 =640/1500 1+31/27)2431/27=12=81 卧式组合钻床设计 29 该齿轮满足强度要求 第九同齿轮 d 0=640/1500 1+34/41)2434/41=27 =72=54 该齿轮满足强度要求 第十轴齿轮 =640/1500 1+39/41)2
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